WO2014033022A1 - Heat exchanger for a rail heating device - Google Patents

Heat exchanger for a rail heating device Download PDF

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WO2014033022A1
WO2014033022A1 PCT/EP2013/067367 EP2013067367W WO2014033022A1 WO 2014033022 A1 WO2014033022 A1 WO 2014033022A1 EP 2013067367 W EP2013067367 W EP 2013067367W WO 2014033022 A1 WO2014033022 A1 WO 2014033022A1
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heat exchanger
rail
heat
wall
fluid
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PCT/EP2013/067367
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Michael Funke
Reiner Wittig
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Triple S-Gmbh
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Priority to EP13753166.1A priority patent/EP2890944B1/en
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    • E01B7/24—Heating of switches
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for a rail heater, a rail heater with at least one heat exchanger and a corresponding rail device.
  • An object of the present invention is to provide rail heating devices and their components such that they are efficient in heating and easy to manufacture.
  • a heat exchanger may be arranged or arrangeable in a heat-transferring contact with an object.
  • a heat-transferring contact between the heat exchanger and the object can in particular provide heat transfer by heat conduction.
  • the heat exchanger may be in direct contact with the object.
  • a heat-transferring contact can also be provided indirectly via a heat-conducting material which is fitted or attachable between the heat exchanger and the object and which can have a good thermal conductivity.
  • a heat conduction material may comprise, for example, a thermal paste, a metallic layer or other materials with good thermal conduction properties.
  • a heat exchanger may generally have at least one heat transfer wall over which a heat transferring contact may be made.
  • the heat transfer wall can be designed to be in indirect contact with the object in direct contact and / or via an intermediate heat conduction material or to stand.
  • a surface contact may be provided in order to provide a large effective for heat transfer cross-sectional area.
  • the heat transfer wall may consist of one or more materials with good thermal conductivity, such as a metallic material, in particular aluminum.
  • the heat exchanger has a heat exchanger body, on which connections to the fluid supply can be attached or attached.
  • at least one chamber may be formed which may be bounded by walls or wall areas, optionally in cooperation with a cover device or a lid.
  • a cover may be oriented generally perpendicular to the longitudinal direction of the heat exchanger body.
  • a surface normal of a lid may be aligned parallel to the longitudinal direction of the heat exchanger body.
  • a heat exchanger body may have a plurality of walls or wall portions, which may be integrally formed in a variant.
  • One or more openings and / or connections for fluid supply may be provided in or on one or more walls or wall areas.
  • a heat exchanger body is connected or connectable to one or more covering devices, such as one or more covers.
  • a cover device may be used to seal off one or more chambers from an environment and / or from one another.
  • suitable sealing means may be provided.
  • a heat exchanger body may be made of or include a highly thermally conductive material, such as a material of a heat transfer wall.
  • a heat exchanger body can be made entirely of a good thermal conductivity material, such as a metal, in particular aluminum.
  • a heat exchanger body may be integrally formed, such as by a casting process or an extrusion process.
  • a heating fluid may generally comprise a fluid such as a gas and / or a liquid and / or a vapor.
  • a heating fluid may comprise, for example, water and / or oil and / or a water / glycol mixture and / or water vapor and / or combustion exhaust gas. It is conceivable that a heating fluid is intended to absorb heat in order to discharge it via the heat exchanger.
  • a heating fluid in the heat exchanger in direct or indirect heat-transmitting contact with at least one wall of a heat exchanger body, in particular a heat transfer wall, and / or the heat exchanger body and / or a wall of a fluid chamber brought or brought.
  • a fluid chamber may be provided to be flowed through by the heating fluid and / or receive and / or lead heating fluid.
  • a wall of a fluid chamber may in particular comprise a heat transfer wall. It is generally conceivable that a heat transfer wall is provided or arranged to be brought into direct and / or indirect heat-transferring contact with a heating fluid on its side lying in relation to the heat exchanger body.
  • a cover device and / or a cover and / or a wall region of a cover device or a cover can be made from the the same or a different material shaped or manufactured as the heat exchanger body.
  • a heat exchanger body may generally have an outer wall. It can be provided that an outer wall is able to delimit the heat exchanger body from an environment, in particular from an environment to which no heat is to be transferred from the heating fluid. In particular, it is conceivable for an outer wall to be thermally insulated from an object which is in heat-conducting contact with a heat transfer wall and / or to be in poor heat-conducting contact and / or not in flat heat-conducting contact.
  • an outer wall is provided neither for a direct nor an indirect planar contact with the object.
  • An outer wall may in principle be formed integrally with a heat transfer wall.
  • a slight heat flow over a wall cross-section occur.
  • Thermal insulation can be achieved by arranging or providing poorly heat-conducting or good heat-insulating material, such as a heat-insulating foam and / or styrofoam and / or polyurethane material and / or air.
  • a fluid chamber via a flow and / or flow connection and / or for guiding the heating fluid suitable connecting lines of a heating fluid supply heating fluid can be fed.
  • heating fluid can be discharged from the fluid chamber.
  • a heat exchanger may be provided to be flowed through by a heating fluid, which may be provided via a Schufluidmakers.
  • the heating fluid can deliver heat to an object, in particular to a rail, via the heat exchanger, in particular via the heat transfer wall.
  • a heat exchanger for a rail heater for heating a rail.
  • the heat exchanger comprises a fluid chamber.
  • the fluid chamber is adapted to carry a heating fluid, wherein the heat exchanger is mounted or attachable to the rail for heat transferring contact between a rail and the fluid chamber via a heat transfer wall.
  • the heat exchanger comprises an insulation chamber, which is designed for thermal insulation against an outer wall of the heat exchanger, wherein the outer wall is provided for delimitation from an environment of the heat exchanger.
  • the attachment of the heat exchanger to the rail may in particular comprise the production and / or holding of a heat-transferring contact.
  • a heat exchanger adjacent to the rail which is not or not directly attached to the rail can thus be considered to be mounted on the rail.
  • a heat-transferring contact is provided in particular for allowing heat conduction and optionally thermal radiation via the heat transfer wall of the heat exchanger.
  • the heating fluid is directly or indirectly in heat transferring, in particular heat-conducting contact with the heat transfer wall or can be brought.
  • the fluid chamber and / or the isolation chamber may be formed in a heat exchanger body of the heat exchanger.
  • the fluid chamber may be at least partially defined by the heat transfer wall. It is conceivable that the insulation chamber is at least partially defined by the outer wall.
  • the fluid chamber may include at least one inlet, which may also be referred to as a supply, and at least one outlet, which may also be referred to as return. Corresponding connections and / or connection openings can be provided in walls and / or wall regions defining the fluid chamber.
  • the fluid chamber may be fluidly sealed or sealable with respect to the isolation chamber and / or an outer region and / or the rail, such as by one or more sealing devices and / or covering devices such as lids.
  • the environment of the heat exchanger may designate a region in which the heat exchanger is not in heat transferring contact with a rail or that portion of the outwardly directed wall of the heat exchanger which is not intended to contact the rail.
  • the outer wall may be in contact with an external atmosphere, and delimit the heat exchanger from the atmosphere.
  • the cross sections of the isolation chamber and the fluid chamber may differ from each other. It may be provided that the cross-section of the fluid chamber is widened at at least one point, in particular in the lower region, approximately to a region facing the rail foot, in relation to another region, such as an upper region and / or the rail head.
  • the cross-section of the insulation chamber may be asymmetrical and / or have widenings and / or tapers.
  • the width of the cross-section of the insulation chamber in at least one subregion of the cross section and / or over the entire cross section is substantially opposite to the width of the cross section of the fluid chamber.
  • the insulation chamber has a broadening and / or vice versa. Consequently
  • a region in which a small amount of heating fluid can be guided or stored, such as a rejuvenation of the fluid chamber, and thus could undergo rapid cooling can be thermally insulated particularly well by a corresponding widening of the insulation chamber and thus of the insulating effect of the insulation chamber.
  • the overall width of the heat exchanger can be substantially maintained.
  • the walls of the heat exchanger in particular a heat transfer wall and / or an outer wall and / or provided between the insulation chamber and the fluid chamber intermediate wall have a thickness which is smaller than a width of a cross section of the fluid chamber and / or the insulation chamber , in particular less than a minimum width of the fluid chamber and / or the insulation chamber.
  • the width of the walls and / or the heat transfer wall and / or the outer wall and / or the intermediate wall can be significantly smaller than the width or width, in particular as the minimum width or width.
  • the corresponding wall width may be approximately below 50%, below 25% or below 10% of the respective chamber width and / or minimum chamber width.
  • the cross section and / or the width or the width profile of the heat exchanger is essentially defined by the cavities of the fluid chamber and the insulation chamber.
  • the isolation chamber may have a height and / or arrangement in height substantially corresponding to the height and / or height arrangement of the fluid chamber and / or it may be provided that the isolation chamber substantially completely and / or at least toward the outside the fluid chamber 50% or 75% or 90% covered.
  • the heat transfer wall is intended to be placed in heat transfer contact with a side surface or a profile or partial profile of a rail or to be in corresponding contact, in particular with a side surface of a rail web.
  • a rail web can thereby form an area between a rail head provided for contact with wheels of rail vehicles and a rail foot provided for supporting against the ground.
  • the fluid chamber may be irregular and / or asymmetrical in shape, such as drops. It is conceivable that the profile of a heat transfer wall is different from a profile of one of these opposite wall of the fluid chamber.
  • the profile of a heat transfer wall may correspond to a profile of a rail surface to which the heat transfer wall is to be applied, while the profile of the opposite wall may differ therefrom to take account of external factors and / or to influence the fluid guiding properties of the fluid chamber.
  • the rail profile may in particular be a side profile of a rail, for example a stock rail and / or a tongue rail and / or a tongue switch.
  • Suitable rail profiles are about R-65, ZU-65 or other known rail profiles.
  • a fluid baffle device or baffle device is provided, against which a heating fluid flowing into the fluid chamber is at least partially guided.
  • a baffle device can generally be arranged in the region of a feed connection and / or a feed opening and / or within the fluid chamber.
  • the fluid guide can be influenced within the fluid chamber. It can be provided, for example, a symmetrical or asymmetric step-like reduction of a flow cross-section, which can serve as a baffle device.
  • a fluid baffle may provide a baffle against which a fluid stream is allowed to flow. It is conceivable that a baffle device and / or components of a baffle device is integrally formed or attached to a heat exchanger body. Alternatively or additionally, a baffle or components of a baffle device may be molded or attached to a lid.
  • open and / or closed screw can be provided at suitable locations. Open sterkanäle are having at least one opening in the peripheral region. This facilitates production of a tool for an extrusion process, with which the heat exchanger can be formed in one step.
  • a screw channel can penetrate the heat exchanger body of the heat exchanger in the longitudinal direction and / or form a corresponding through hole.
  • cover devices and / or covers corresponding attachment openings may be provided, via which the cover device or the cover can be connected to the heat exchanger body or connectable, in particular screwed or screwed. It is conceivable that a screw channel has no thread, but is provided for receiving a self-tapping screw.
  • a heat exchanger can be fastened to the rail via a fastening device or fixed to the rail, for example via a screw connection or a clamping device.
  • the fastening device may engage and / or be attached or fastened to the rail and / or to the rail substantially stationary devices.
  • the fluid chamber and the isolation chamber may be separated by an intermediate wall.
  • the intermediate wall can be formed both as a wall for the fluid chamber and / or as a wall for the insulation chamber. It is conceivable that the heat transfer wall and / or the outer wall and / or optionally an intermediate if present, integrally formed and / or material fit and / or form-fitting manner, such as by an extrusion process.
  • a thermal insulation material can be accommodated in the insulation chamber.
  • the thermal insulation material may comprise, for example, a polyurethane material and / or polystyrene and / or another suitable heat-insulating material.
  • the fluid chamber can be sealingly covered or coverable by means of one or more lids. It is conceivable that one or more covers each have one or more fluid ports and / or corresponding openings for receiving ports or fluid communication lines, via which the heating fluid can be supplied and / or removed.
  • a lid may cooperate with a sealing device to achieve a seal.
  • the sealing means may be adapted to substantially cover the surface of the lid, wherein holes may be provided within such a sealing washer which may correspond to the holes in the lid, such as a fluid port and mounting holes. It is conceivable that a cover is attached or attachable to a heat exchanger body.
  • the cross section of a lid may correspond to a cross-sectional profile formed by the heat transfer wall and the outer wall of the heat exchanger.
  • a lid may be considered part of a cover device. It can be provided that a cover has one or more fastening openings, via which suitable fastening means can be introduced, such as screws, bolts or rivets.
  • the attachment openings may be arranged such that they allow the insertion of the fastening devices into corresponding screw channels.
  • a fluid connection can generally have a flow cross section through which a heating fluid can flow into the fluid chamber and / or flow out of the fluid chamber. In general, the flow cross-section of a fluid connection can be symmetrical, for example circular.
  • the flow cross section of a fluid connection has smaller dimensions, in particular with respect to the diameter and / or the largest diameter, than the cross section of the fluid chamber, in particular in a region of the fluid chamber into which the flow cross section leads.
  • a port for introducing or discharging heating fluid into or out of the fluid chamber may be provided at a position where the flow area of the port formed to carry heating fluid is smaller than the cross section of the fluid chamber.
  • One for feeding Heating fluid provided connection can be arranged higher lying relative to a discharge of heating fluid from the fluid chamber provided connection, such as in which it is adapted to be arranged closer to a rail head than the connection for discharging heating fluid.
  • gravity effects may optionally be used together with a baffle device for the desired distribution of fluid within the fluid chamber.
  • a flow connection can be provided in one of the lids. It is conceivable that the heat exchanger has exactly one flow connection, which may be arranged approximately in the lid. This facilitates the manufacture and maintenance, especially in the connection area.
  • a return connection is provided in one of the covers. It may be expedient if the heat exchanger comprises exactly one return connection, which can be arranged in a cover. It is conceivable that flow connections and return connections are each arranged on different covers. It is conceivable that a cover with at least one flow connection and a cover with at least one return connection face each other with respect to a longitudinal extension of the heat exchanger body. This can help to achieve a more uniform flow of fluid between the flow, fluid chamber and return.
  • the heat transfer wall can be shaped complementary to a profile of the rail provided for the heat-transferring contact.
  • a complementarily shaped profile substantially corresponds to the profile provided for contacting and allows the heat transfer wall to conform to the profile to provide a good heat conducting contact surface.
  • a heat conduction material can be arranged or arranged, such as a thermal paste.
  • the heat transfer wall may be configured to contact an upper side of a rail foot and / or a lower side of a rail head. In this case, it may be expedient for a wall region of the heat transfer wall, which lies on the inside with respect to the fluid chamber, to essentially be in contact with heating fluid or can be brought into contact with the profile and / or following the profile.
  • the fluid chamber and / or a volume of the fluid chamber provided for receiving heating fluid can be limited by the corresponding wall area.
  • Complementary shaping of the heat transfer wall may generally mean that the heat transfer wall is formed to conform to the rail profile when mounted to the rail.
  • rounded transitions in the rail profile can be simulated by the heat transfer wall. This allows a particularly good heat transfer contact.
  • the heat exchanger can have a heat exchanger body, which can be produced in particular as an extruded profile. This allows a simple manufacturing, especially in one operation.
  • a rail heater with at least one heat exchanger described herein there may be provided a plurality of heat exchangers, which can be fluidly connected or connected to each other.
  • the rail heater may have a suitable heating fluid supply, such as fluid communication lines such as hose or pipe connections.
  • a suitable heating fluid supply such as fluid communication lines such as hose or pipe connections.
  • About one or more heat exchangers can be connected to one another via such fluid connection lines and / or one or more heat exchangers can be supplied with a heating fluid.
  • the Schienennningeinnchtung comprises at least one heat source and / or at least one fluid pump, via which a heating fluid can be provided and / or heated.
  • rail heating may be connected or connectable to one or more heating fluid storage tanks or to a suitable fluid source.
  • a rail heater for a heat exchanger has a fastening device for fastening the heat exchanger described herein.
  • a rail device is provided with a rail heater described herein and / or at least one heat exchanger described herein.
  • the rail device may be a switch device, such as a tongue switch.
  • the heat exchangers can be provided for attachment to at least one stock rail and / or at least one tongue rail of the switch device.
  • the Rail means may comprise one or more attachment means for attachment of the heat exchanger or heat exchangers.
  • the heat exchanger may have the features mentioned herein individually or in any combination.
  • the method may include the step of forming a heat exchanger body having a heat transfer wall and an outer wall.
  • the molding can be done in an extrusion process. It is conceivable that the molding comprises forming a fluid chamber and an insulation chamber. An intermediate wall can be formed. Outer wall, intermediate wall and heat transfer wall may be formed in a common extrusion process step, such as by a suitable tool.
  • open screw channels can be formed in the heat exchanger body.
  • the method may include attaching one or more covers to the heat exchanger body.
  • the covers may be fastened to the heat exchanger body via screws.
  • the screws can be inserted in screw channels, for example in open screw channels. It may be provided the introduction of insulating material in the insulation chamber. The introduction can be done before attaching one or both lids.
  • FIG. 1 a and 1 b cross-sectional views of a heat exchanger with closed
  • FIGS. 2a and 2b are cross-sectional views of a heat exchanger with open screw channels
  • 3a and 3b are views of a lid for one of the heat exchanger of FIGS.
  • 1 a, 1 b, 2 a or 2 b, 4 is a side view of a heat exchanger
  • 5a and 5b are cross-sectional views of another heat exchanger with closed screw channels
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of another heat exchanger with open screw channels
  • FIG. 7 shows views of a cover for a heat exchanger according to Fig. 5a, 5b, or 6,
  • FIG. 10 is a view of another cover variant for a heat exchanger.
  • the heat exchanger 10 has a heat exchanger body 1 1, which is made as an extruded profile.
  • the heat exchanger body 1 1 has a heat transfer wall 12, an intermediate wall 14 and an outer wall 16. Between the intermediate wall 14 and the heat transfer wall 12, a fluid chamber 18 is formed.
  • the intermediate wall 14 and the heat transfer wall 12 are integrally formed about suitable connection points and fluidly sealed.
  • the fluid chamber 18 is intended to be flowed through by a heating fluid, which can be supplied and removed by fluid connections, not shown.
  • the intermediate wall 14 and the outer wall 16 form a sealed against the fluid chamber 18 through the intermediate wall 14 insulation chamber 20.
  • In the insulation chamber 20 may be added an insulating material.
  • the intermediate wall 14 and the outer wall 16 are integrally formed with each other, so that in total the heat transfer wall 12 and the intermediate wall 14 and the outer wall 16 form an integral profile, which defines the cross-sectional shape of the heat exchanger.
  • a heating fluid is introduced into the fluid chamber 18, it is in direct heat-conducting contact with the heat transfer wall 12.
  • screw channels 22 are shown in FIG. 1 a, which are formed in the profile formed by the walls 12, 14, 16. In this example, the screw channels 22 are closed, ie, in the profile, the screw channels are completely surrounded by wall material of the heat exchanger body 1 1.
  • FIG. 1 b shows how a heat exchanger 10 is arranged on a rail 100.
  • the rail 100 has a rail foot 102, a rail web 104 and a rail head 106.
  • rail 100 is a R-65 stock rail.
  • the heat transfer wall 12 between the rail head 106 and the rail foot 102 of the rail 100 conforms to the rail profile, since the profile of the heat transfer wall 12 is formed to be complementary to the profile of the web 104.
  • the outer wall 16 is in communication with the environment.
  • FIGS. 2 a and 2 b show a heat exchanger 10 which is constructed like the heat exchanger shown in FIGS. 1 a and 1 b, except that it has open screw channels 24 instead of closed screw channels 22. Accordingly, the screw channels in the profile are not completely surrounded by material, which makes it easier to carry out an extrusion process for producing the heat exchanger.
  • FIGS. 3a and 3b show a cover 50 for a heat exchanger 10 shown in FIGS. 1a, 1b, 2a or 2b.
  • the cover 50 has a plurality of attachment openings 52, which represent passage openings passing through the cover. Through the mounting holes 52 suitable fasteners such as screws can be introduced to connect the lid with a heat exchanger body 1 1.
  • the cross-sectional profile of the lid 50 corresponds to the cross-sectional profile of the heat exchanger body 1 1, to claim no unnecessary space and to allow easy mounting of the heat exchanger 1 1 on a rail.
  • a fluid connection opening 54 is provided, via which the heat exchanger 10, in particular the fluid chamber 18, is connected or connectable to a fluid supply line.
  • FIG 4 shows a side view of a heat exchanger 10, such as a heat exchanger 10 as shown in Figures 1 a, 1 b, 2a and 2b.
  • the heat exchanger body 1 1 is connected to a first lid 50 a and a second lid 50 b to form the heat exchanger 10.
  • a sealing device 56a may be arranged between the first cover 50a and the heat exchanger body 1 1, a sealing device 56a may be arranged.
  • a sealing be provided means 56b Between the second cover 50b and the heat exchanger 1 1 can analogously a sealing be provided means 56b. Dashed lines in the covers 50a, 50b are shown passing through mounting holes 52a, 52b.
  • the first cover 50a can be fastened to the heat transfer body 11 via one or more fastening devices 60a, for example suitable screws.
  • a fastening device 60a may be introduced by a fastening device 52a in a screw 22, which in this example penetrates the heat carrier body 1 1 in the longitudinal direction.
  • a connection 70a is accommodated with an angle tube and a suitable fluid connection.
  • the cover 50b is attached analogously and connected to the fluid port 70b.
  • the fluid connection 70a is designed as a flow, so that warm heating fluid in the heat transfer body 1 1 is inserted. Via the fluid connection 70b, a return is formed, via which the heating fluid can flow to the rail 100 after the release of heat.
  • FIG. 5a and 5b show a further variant of a heat exchanger 10.
  • the heat transfer wall 12 is formed such that it conforms to the profile of a rail 100, which is designed as a tongue rail ZU-65.
  • FIG. 5 b shows how the profile of the tongue rail 100 between the rail head 106 and rail foot 102 and the profile of the heat transfer wall 12 of the heat exchanger 10 correspond.
  • FIG. 6 shows a heat carrier body 1 1, which corresponds to the heat carrier body 1 1 of FIGS. 5 a and 5 b, but has open screw channels 24.
  • FIG. 7 shows views of a cover for a heat exchanger body 11 of FIGS. 5a, 5b and 6. Corresponding to the changed cross-sectional profile, suitable fastening openings 52 are provided which extend through the cover.
  • Figure 8 shows a side view of a heat exchanger 10 of Figures 5a, 5b and 6 with a lid of Figure 7.
  • the mounting holes 52a, 52b and the corresponding fasteners 60a, 60b are located at other locations.
  • FIG. 9 shows a further variant of a heat exchanger 10.
  • a baffle device 30 is provided, which is provided for influencing a fluid flow flowing into the fluid chamber 18.
  • the baffle device 30 is provided in this example behind the fluid connection 54a for the supply line 70a and designed in such a way that the flow cross-section narrows stepwise for an inflowing fluid flow, so that the fluid flow impinges against the impact collider 32.
  • the cross section of the baffle device 30 is asymmetrical. Since the flow 70 a has a substantially round cross-section, there is an impact effect for inflowing heating fluid, which facilitates the distribution of the inflowing heating fluid within the fluid chamber 18.
  • FIG. 10 shows a cover 50a for the heat exchanger 10 for a tongue rail with a baffle device 30.
  • the asymmetrical opening 54 shows the baffle 32 of the baffle device 30.
  • the baffle 30 may be formed on the lid 50a.
  • baffle device 30 may be provided for all types of rails and / or heat exchangers and / or covers, since a baffle device 30 may be formed independently of the profile shape. It may be convenient to adapt the shape or arrangement of a baffle 30 to a given profile since the rail profile affects the profile of the fluid chamber and thus its flow characteristics.

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Abstract

The present invention relates to a heat exchanger (10) for a rail heating device, comprising a fluid chamber (18) adapted to carry a heating fluid, the heat exchanger (10) being mounted or being mountable to a rail (100) for a heat transferring contact between the rail (100) and the fluid chamber (18) via a heat transfer wall (12) of the heat exchanger (10), and an insulating chamber (20), which is designed for heat insulation in relation to an outer wall (16) of the heat exchanger (10), the outer wall (16) being designed for delimitation with respect to an environment of the heat exchanger (10), further an impact device being provided against which a heating fluid flowing into the fluid chamber is at least partially guided. The present invention also relates to a rail heating device comprising at least one such heat exchanger and a corresponding rail switching device.

Description

Wärmetauscher für eine Schienenheizeinrichtung  Heat exchanger for a rail heater
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für eine Schienenheizeinrichtung, eine Schienenheizeinrichtung mit mindestens einem Wärmetauscher und eine entsprechende Schieneneinrichtung. The present invention relates to a heat exchanger for a rail heater, a rail heater with at least one heat exchanger and a corresponding rail device.
Um die Funktionsfähigkeit von Schieneneinrichtungen, insbesondere Weicheneinrichtungen, für Schienenfahrzeuge auch bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen, etwa im Winter, werden diese oftmals beheizt. Sollte bei niedrigen Temperaturen die bereitgestellte Heizleistung nicht ausreichen oder die Heizeinrichtung fehlerhaft sein, kann dies zu Ausfällen der entsprechenden Schieneneinrichtungen führen, was zu erheblichen Verzögerungen oder Ausfällen im Schienenverkehr führen kann. In order to ensure the functionality of rail devices, in particular switch devices, for rail vehicles even at low temperatures, such as in winter, they are often heated. If at low temperatures the heating power provided is insufficient or the heater is faulty, this can lead to failures of the corresponding rail equipment, which can lead to significant delays or failures in rail transport.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Schienenheizeinrichtungen und ihre Komponenten derart auszugestalten, dass sie effizient zu heizen vermögen und leicht herzustellen sind. An object of the present invention is to provide rail heating devices and their components such that they are efficient in heating and easy to manufacture.
Im Rahmen dieser Beschreibung kann ein Wärmetauscher in einem wärmeübertragenden Kontakt mit einem Objekt angeordnet oder anordenbar sein. Ein wärmeübertragender Kontakt zwischen dem Wärmetauscher und dem Objekt kann insbesondere Wärmeübertagung durch Wärmeleitung bereitstellen. Für einen wärmeübertragenden Kontakt kann der Wärmetauscher in direktem Kontakt mit dem Objekt stehen. Ein wärmeübertragender Kontakt kann auch indirekt über ein zwischen Wärmetauscher und Objekt angebrachtes oder anbringbares Wärmeleitmaterial bereitgestellt sein, welches eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweisen kann. Ein solches Wärmeleitmaterial kann etwa eine Wärmeleitpaste, eine metallische Schicht oder andere Materialen mit guten Wärmeleiteigenschaften umfassen. Ein Wärmetauscher kann allgemein mindesten eine Wärmeübertragungswand aufweisen, über welche ein wärmeübertragender Kontakt herstellbar sein kann. Dazu kann die Wärmeübertragungswand dazu ausgebildet sein, mit dem Objekt in direktem Kontakt und/oder über ein zwischenliegendes Wärmeleitmaterial in indirekten Kontakt bringbar zu sein oder zu stehen. Dabei kann ein flächiger Kontakt vorgesehen sein, um eine große zur Wärmeübertragung wirksame Querschnittsfläche bereitstellen zu können. Die Wärmeübertragungswand kann aus einem oder mehreren Materialen mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehen, etwa aus einem metallischen Material, insbesondere aus Aluminium. Es ist vorstellbar, dass der Wärmetauscher einen Wärmetauscherkörper aufweist, an welchem Anschlüsse zur Fluidversorgung angebracht oder anbringbar sein können. Im Wärmetauscherkörper kann mindestens eine Kammer ausgebildet sein, die durch Wände oder Wandbereiche begrenzt sein kann, gegebenenfalls in Zusammenwirkung mit einer Abdeckungseinrichtung oder einem Deckel. Ein Deckel kann allgemein rechtwinklig zur Längserstreckungsrichtung des Wärmetauscherkörpers ausgerichtet sein. Eine Flächennormale eines Deckels kann parallel zu der Längserstreckungsrichtung des Wärmetauscherkörpers ausgerichtet sein. Ein Wärmetauscherkörper kann mehrere Wände oder Wandbereiche aufweisen, die in einer Variante einstückig ausgebildet sein können. In oder an einer oder mehreren Wänden oder Wandbereichen können eine oder mehrere Öffnungen und/oder Anschlüsse zur Fluidversorgung vorgesehen sein. Es ist vorstellbar, dass ein Wärmetauscherkörper mit einem oder mehreren Abdeckungseinrichtungen verbunden oder verbindbar ist, etwa mit einem oder mehreren Deckeln. Über eine Abdeckungseinrichtung kann beispielsweise eine Abdichtung einer oder mehrerer Kammern gegenüber einer Umgebung und/oder gegeneinander bereitgestellt sein. Dazu können geeignete Dichtungseinrichtungen vorgesehen sein. Ein Wärmetauscherkörper kann aus einem gut wärmeleitenden Material hergestellt sein oder ein solches umfassen, etwa ein Material einer Wärmeübertragungswand. Ein Wärmetauscherkörper kann vollständig aus einem gut wärmeleitfähigen Material bestehen, etwa einem Metall, insbesondere Aluminium. Bei einer Variante kann ein Wärmetauscherkörper einstückig ausgebildet sein, etwa durch ein Gussverfahren oder ein Strangpressverfahren. Ein Heizfluid kann allgemein ein Fluid wie ein Gas und/oder eine Flüssigkeit und/oder einen Dampf umfassen. Ein Heizfluid kann beispielsweise Wasser und/oder Öl und/oder ein Wasser/Glykol-Gemisch und/oder Wasserdampf und/oder Verbrennungsabgas umfassen. Es ist vorstellbar, dass ein Heizfluid dazu vorgesehen ist, Wärme aufzunehmen, um sie über den Wärmetauscher abzugeben. Bei einer Variante kann vorgesehen sein, dass ein Heizfluid im Wärmetauscher in direkten oder indirekten wärmeübertragendem Kontakt mit mindestens einer Wand eines Wärmetauscherkörpers, insbesondere einer Wärmeübertragungswand, und/oder dem Wärmetauscherkörper und/oder eine Wandung einer Fluidkammer gebracht oder bringbar ist. Eine Fluidkammer kann dabei dazu vorgesehen sein, von dem Heizfluid durchströmt zu werden und/oder Heizfluid aufzunehmen und/oder zu führen. Eine Wandung einer Fluidkammer kann insbesondere eine Wärmeübertragungswand umfassen. Es ist allgemein vorstellbar, dass eine Wärmeübertragungswand dazu vorgesehen oder angeordnet ist, auf ihrer bezüglich des Wärmetauscherkörpers innen liegenden Seite in direkten und/oder indirekten wärmeübertragenden Kontakt mit einem Heizfluid gebracht zu werden. Eine Abdeckungseinrichtung und/oder ein Deckel und/oder ein Wandungsbereich einer Abdeckungseinrichtung oder eines Deckels können aus dem gleichen oder einem anderen Material geformt oder hergestellt sein wie der Wärmetauscherkörper. Ein Wärmetauscherkörper kann allgemein eine Außenwand aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass eine Außenwand den Wärmetauscherkörper gegen eine Umgebung abzugrenzen vermag, insbesondere gegenüber einer Umgebung, an welche keine Wärme von dem Heizfluid übertragen werden soll. Insbesondere ist vorstellbar, dass eine Außenwand gegenüber einem Objekt, welches in wärmeleitendem Kontakt mit einer Wärmeübertagungswand steht, thermisch isoliert und/oder in schlechtem wärmeleitenden Kontakt und/oder nicht in flächigem wärmeleitenden Kontakt steht. Bei einer Variante kann vorgesehen sein, dass eine Außenwand weder für einen direkten noch einen indirekten flächigen Kontakt mit dem Objekt vorgesehen ist. Eine Außenwand kann grundsätzlich einstückig mit einer Wärmeübertragungswand ausgebildet sein. Insbesondere in einem solchen Fall kann ein geringfügiger Wärmestrom über einen Wandquerschnitt auftreten. Eine Wärmedämmung kann durch Anordnen oder Bereitstellen schlecht wärmeleitenden oder gut wärmeisolierenden Materials erfolgen, etwa eines wärmeisolierenden Schaumstoffs und/oder Styropors und/oder Polyurethanmaterials und/oder Luft. Allgemein kann vorgesehen sein, dass einer Fluidkammer über einen Vorlauf und/oder Vorlaufanschluss und/oder zum Führen des Heizfluids geeignete Verbindungsleitungen einer Heizfluidversorgung Heizfluid zuführbar ist. Über einen Rücklauf und/oder Rücklauf- anschluss und/oder zum Führen des Heizfluids geeignete Verbindungsleitungen einer Heizfluidversorgung kann Heizfluid aus der Fluidkammer abführbar sein. Ein Wärmetauscher kann dazu vorgesehen sein, von einem Heizfluid durchströmt zu werden, welches über eine Heizfluidversorgung bereitgestellt werden kann. Dabei kann das Heizfluid über den Wärmetauscher, insbesondere über die Wärmeübertragungswand, Wärme an ein Objekt abgeben, insbesondere an eine Schiene. In the context of this description, a heat exchanger may be arranged or arrangeable in a heat-transferring contact with an object. A heat-transferring contact between the heat exchanger and the object can in particular provide heat transfer by heat conduction. For a heat-transferring contact, the heat exchanger may be in direct contact with the object. A heat-transferring contact can also be provided indirectly via a heat-conducting material which is fitted or attachable between the heat exchanger and the object and which can have a good thermal conductivity. Such a heat conduction material may comprise, for example, a thermal paste, a metallic layer or other materials with good thermal conduction properties. A heat exchanger may generally have at least one heat transfer wall over which a heat transferring contact may be made. For this purpose, the heat transfer wall can be designed to be in indirect contact with the object in direct contact and / or via an intermediate heat conduction material or to stand. In this case, a surface contact may be provided in order to provide a large effective for heat transfer cross-sectional area. The heat transfer wall may consist of one or more materials with good thermal conductivity, such as a metallic material, in particular aluminum. It is conceivable that the heat exchanger has a heat exchanger body, on which connections to the fluid supply can be attached or attached. In the heat exchanger body, at least one chamber may be formed which may be bounded by walls or wall areas, optionally in cooperation with a cover device or a lid. A cover may be oriented generally perpendicular to the longitudinal direction of the heat exchanger body. A surface normal of a lid may be aligned parallel to the longitudinal direction of the heat exchanger body. A heat exchanger body may have a plurality of walls or wall portions, which may be integrally formed in a variant. One or more openings and / or connections for fluid supply may be provided in or on one or more walls or wall areas. It is conceivable that a heat exchanger body is connected or connectable to one or more covering devices, such as one or more covers. By way of example, a cover device may be used to seal off one or more chambers from an environment and / or from one another. For this purpose, suitable sealing means may be provided. A heat exchanger body may be made of or include a highly thermally conductive material, such as a material of a heat transfer wall. A heat exchanger body can be made entirely of a good thermal conductivity material, such as a metal, in particular aluminum. In a variant, a heat exchanger body may be integrally formed, such as by a casting process or an extrusion process. A heating fluid may generally comprise a fluid such as a gas and / or a liquid and / or a vapor. A heating fluid may comprise, for example, water and / or oil and / or a water / glycol mixture and / or water vapor and / or combustion exhaust gas. It is conceivable that a heating fluid is intended to absorb heat in order to discharge it via the heat exchanger. In a variant it can be provided that a heating fluid in the heat exchanger in direct or indirect heat-transmitting contact with at least one wall of a heat exchanger body, in particular a heat transfer wall, and / or the heat exchanger body and / or a wall of a fluid chamber brought or brought. A fluid chamber may be provided to be flowed through by the heating fluid and / or receive and / or lead heating fluid. A wall of a fluid chamber may in particular comprise a heat transfer wall. It is generally conceivable that a heat transfer wall is provided or arranged to be brought into direct and / or indirect heat-transferring contact with a heating fluid on its side lying in relation to the heat exchanger body. A cover device and / or a cover and / or a wall region of a cover device or a cover can be made from the the same or a different material shaped or manufactured as the heat exchanger body. A heat exchanger body may generally have an outer wall. It can be provided that an outer wall is able to delimit the heat exchanger body from an environment, in particular from an environment to which no heat is to be transferred from the heating fluid. In particular, it is conceivable for an outer wall to be thermally insulated from an object which is in heat-conducting contact with a heat transfer wall and / or to be in poor heat-conducting contact and / or not in flat heat-conducting contact. In a variant it can be provided that an outer wall is provided neither for a direct nor an indirect planar contact with the object. An outer wall may in principle be formed integrally with a heat transfer wall. In particular, in such a case, a slight heat flow over a wall cross-section occur. Thermal insulation can be achieved by arranging or providing poorly heat-conducting or good heat-insulating material, such as a heat-insulating foam and / or styrofoam and / or polyurethane material and / or air. In general it can be provided that a fluid chamber via a flow and / or flow connection and / or for guiding the heating fluid suitable connecting lines of a heating fluid supply heating fluid can be fed. By means of a return and / or return connection and / or for guiding the heating fluid suitable connection lines of a heating fluid supply, heating fluid can be discharged from the fluid chamber. A heat exchanger may be provided to be flowed through by a heating fluid, which may be provided via a Heizfluidversorgung. In this case, the heating fluid can deliver heat to an object, in particular to a rail, via the heat exchanger, in particular via the heat transfer wall.
Erfindungsgemäß wird ein Wärmetauscher für eine Schienenheizeinrichtung zum Heizen einer Schiene vorgeschlagen. Der Wärmetauscher umfasst eine Fluidkammer. Die Fluidkammer ist dazu ausgebildet, ein Heizfluid zu führen, wobei der Wärmetauscher für einen wärmeübertragenden Kontakt zwischen einer Schiene und der Fluidkammer über eine Wärmeübertragungswand an der Schiene angebracht oder anbringbar ist. Ferner umfasst der Wärmetauscher eine Isolierungskammer, welche zur Wärmedämmung gegenüber einer Außenwand des Wärmetauschers ausgebildet ist, wobei die Außenwand zur Abgrenzung gegenüber einer Umgebung des Wärmetauschers vorgesehen ist. Durch diese Anordnung lässt sich der Wärmetauscher beispielsweise leicht durch ein Strangpressverfahren herstellen und leicht an unterschiedliche Schienenprofile anpassen. Ferner kann die Wärmeübertragungswand in gut wärmeübertragendem Kontakt an der Schiene an- gebracht sein oder werden. Das Anbringen des Wärmetauschers an der Schiene kann insbesondere das Herstellen und/oder Halten eines wärmeübertragenden Kontakts umfassen. Auch ein an der Schiene anliegender Wärmetauscher, welcher nicht oder nicht direkt an der Schiene befestigt ist, kann somit als an der Schiene angebracht angesehen werden. Ein wärmeübertragender Kontakt ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Wärmeleitung und optional Wärmestrahlung über die Wärmeübertragungswand des Wärmetauschers zu ermöglichen. Es ist vorstellbar, dass das Heizfluid direkt oder indirekt in Wärme übertragenden, insbesondere wärmeleitendem Kontakt mit der Wärmeübertragungswand steht oder bringbar ist. Die Fluidkammer und/oder die Isolierungskammer können in einem Wärmetauscherkörper des Wärmetauschers ausgebildet sein. Die Fluidkammer kann zumindest teilweise durch die Wärmeübertragungswand definiert sein. Es ist vorstellbar, dass die Isolierungskammer zumindest teilweise durch die Außenwand definiert ist. Die Fluidkammer kann mindestens einen Einlass, der auch als Vorlauf bezeichnet werden kann, und mindestens einen Auslass aufweisen, der auch als Rücklauf bezeichnet werden kann. Es können entsprechende Anschlüsse und/oder Anschlussöffnungen in die Fluidkammer definierenden Wänden und/oder Wandbereichen vorgesehen sein. Die Fluidkammer kann gegenüber der Isolierungskammer und/oder einem Außenbereich und/oder der Schiene fluidisch abgedichtet oder abdichtbar sein, etwa durch eine oder mehrere Dichtungseinrichtungen und/oder Abdeckungseinrichtungen wie Deckel. Die Umgebung des Wärmetauschers kann insbesondere einen Bereich bezeichnen, in welchem der Wärmetauscher nicht in Wärme übertragenden Kontakt mit einer Schiene steht oder denjenigen Bereich der nach außen gerichteten Wandung des Wärmetauschers bezeichnen, welcher nicht zum Kontakt mit der Schiene vorgesehen ist. Insbesondere kann die Außenwand mit einer Außenatmosphäre in Berührung stehen, und den Wärmetauscher gegenüber der Atmosphäre abgrenzen. Die Querschnitte der Isolierungskammer und der Fluidkammer können sich voneinander unterscheiden. Es kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt der Fluidkammer mindestens an einer Stelle, insbesondere im unteren Bereich, etwa einem dem Schienenfuss zugewandten Bereich, verbreitert gegenüber einem anderen Bereich ist, etwa einem oberen Bereich und/oder zum Schienenkopf hin. Allgemein kann der Querschnitt der Isolierungskammer unsymmetrisch sein und/oder Verbreiterungen und/oder Verjüngungen aufweisen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Breite des Querschnitts der Isolierungskammer in mindestens einem Teilbereich des Querschnitts und/oder über den ganzen Querschnitt im Wesentlichen gegenläufig zur Breite des Querschnitts der Fluidkammer ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in mindestens einem Bereich, in welchem die Fluidkammer eine Verjüngung aufweist, die Isolierungskammer eine Verbreiterung aufweist und/oder umgekehrt. Somit kann ein Bereich, in welchem eine geringe Menge an Heizfluid führbar oder aufbewahrbar ist, etwa eine Verjüngung der Fluidkammer, und der somit einer schnellen Abkühlung unterliegen könnte, durch eine entsprechende Verbreiterung der Isolierungskammer und damit der Isolationswirkung der Isolierungskammer besonders gut wärmeisoliert werden. Ferner kann die Gesamtbreite des Wärmetauschers im Wesentlichen beibehalten werden. Insgesamt kann vorgesehen sein, dass die Wandungen des Wärmetauschers, insbesondere eine Wärmeübertragungswand und/oder eine Außenwand und/oder eine zwischen der Isolierungskammer und der Fluidkammer vorgesehene Zwischenwand eine Dicke aufweisen, die geringer ist als eine Breite eines Querschnitts der Fluidkammer und/oder der Isolierungskammer, insbesondere geringer als eine minimale Breite der Fluidkammer und/oder der Isolierungskammer. Insbesondere kann die Breite der Wandungen und/oder der Wärmeübertragungswand und/oder der Außenwand und/oder der Zwischenwand deutlich geringer sein als die Breite oder Breiten, insbesondere als die minimale Breite oder Breiten. Beispielsweise kann die entsprechende Wandbreite etwa unterhalb 50%, unterhalb 25% oder unterhalb 10% der jeweiligen Kammerbreite und/oder minimalen Kammerbreite betragen. Es ist vorstellbar, dass der Querschnitt und/oder die Breite oder das Breitenprofil des Wärmetauschers im Wesentlichen durch die Hohlräume der Fluidkammer und der Isolierungskammer definiert ist. Die Isolierungskammer kann eine Höhe und/oder Anordnung in der Höhe aufweisen, die im Wesentlichen der Höhe und/oder der Höhenanordnung der Fluidkammer entspricht und/oder es kann vorgesehen sein, dass die Isolierungskammer die Fluidkammer nach außen im Wesentlichen vollständig und/oder zumindest zu 50% oder 75% oder 90% überdeckt. Somit lässt sich eine Wärmeverlust nach außen effizient verringern und gleichzeitig entsteht geringer Materialbedarf für den Wärmetauscher. Es kann vorgesehen sein, dass die Wärmeübertragungswand dazu vorgesehen ist, in wärmeübertragenden Kontakt mit einer Seitenfläche oder einem Profil oder Teilprofil einer Schiene gebracht zu werden oder in entsprechendem Kontakt zu stehen, insbesondere mit einer Seitenfläche eines Schienensteges. Ein Schienensteg kann dabei einen Bereich zwischen einen zum Kontakt mit Rädern von Schienenfahrzeugen vorgesehenen Schienenkopf und einem zur Abstützung gegenüber dem Erdboden vorgesehenen Schienenfuß ausbilden. Die Fluidkammer kann unregelmäßig und/oder asymmetrisch geformt sein, etwa tropfenartig. Es ist vorstellbar, dass sich das Profil einer Wärmeübertragungswand von einem Profil einer dieser gegenüberliegenden Wand der Fluidkammer unterscheidet. Beispielsweise kann das Profil einer Wärmeübertragungswand einem Profil einer Schienenfläche entsprechen, an welche die Wärmeübertragungswand angelegt werden soll, während das Profil der gegenüberliegenden Wand sich davon unterscheiden kann, um etwa äußeren Gegebenheiten Rechnung zu tragen und/oder die Fluidführungseigenschaften der Fluidkammer zu beeinflussen. Das Schienenprofil kann allgemein insbesondere ein Seitenprofil einer Schiene sein, etwa einer Backenschiene und/oder einer Zungenschiene und/oder einer Zungenweiche. Geeignete Schienenprofile sind etwa R-65, ZU-65 oder andere bekannte Schienenprofile. Es ist vorstellbar, dass eine Fluidpralleinrichtung oder Pralleinrichtung vorgesehen ist, gegen welche ein in die Fluidkammer einströmendes Heizfluid zumindest teilweise geführt wird. Eine Pralleinrichtung kann allgemein im Bereich eines Vorlaufanschlusses und/oder einer Vorlauföffnung und/oder innerhalb der Fluidkammer angeordnet sein. Durch eine derartige Pralleinrichtung kann die Fluidführung innerhalb der Fluidkammer beeinflusst werden. Es kann beispielsweise eine symmetrische oder asymmetrische stufenartige Verringerung eines Strömungsquerschnitts vorgesehen sein, welche als Pralleinrichtung dienen kann. Eine Fluidpralleinrichtung kann eine Prallstufe bereitstellen, gegen welche ein Fluidstrom zu strömen vermag. Es ist vorstellbar, dass eine Pralleinrichtung und/oder Komponenten einer Pralleinrichtung an einem Wärmetauscherkörper angeformt oder angebracht ist. Alternativ oder zusätzlich können eine Pralleinrichtung oder Komponenten einer Pralleinrichtung an einem Deckel angeformt oder angebracht sein. In einem Wärmetaucherkörper können an geeigneten Stellen offene und/oder geschlossene Schraubkanäle vorgesehen sein. Offene Schraubkanäle sind, die zumindest eine Öffnung im Umfangsbereich aufweisen. Dies erleichtert eine Herstellung eines Werkzeuges für ein Strangpressverfahren, mit welchem der Wärmetauscher in einem Arbeitsschritt geformt werden kann. Allgemein kann ein Schraubkanal den Wärmetauscherkörper des Wärmetauschers in Längsrichtung durchdringen und/oder ein entsprechendes durchgehendes Loch bilden. In Abdeckungseinrichtungen und/oder Deckeln können entsprechende Befestigungsöffnungen vorgesehen sein, über welche die Abdeckungseinrichtung oder der Deckel mit dem Wärmetauscherkörper verbunden oder verbindbar sein können, insbesondere anschraubbar oder angeschraubt. Es ist vorstellbar, dass ein Schraubkanal kein Gewinde aufweist, sondern zur Aufnahme einer selbstfurchenden Schraube vorgesehen ist. Ein Wärmetauscher kann über eine Befestigungseinrichtung an der Schiene befestigbar oder an der festlegbar sein, etwa über eine Verschraubung oder eine Klemmeinrichtung. Die Befestigungseinrichtung kann an der Schiene und/oder gegenüber der Schiene im Wesentlichen ortsfesten Einrichtungen angreifen und/oder befestigt oder befestigbar sein. According to the invention, a heat exchanger for a rail heater is proposed for heating a rail. The heat exchanger comprises a fluid chamber. The fluid chamber is adapted to carry a heating fluid, wherein the heat exchanger is mounted or attachable to the rail for heat transferring contact between a rail and the fluid chamber via a heat transfer wall. Further, the heat exchanger comprises an insulation chamber, which is designed for thermal insulation against an outer wall of the heat exchanger, wherein the outer wall is provided for delimitation from an environment of the heat exchanger. By this arrangement, the heat exchanger can be easily produced for example by an extrusion process and easily adapted to different rail profiles. Furthermore, the heat transfer wall in good heat-transmitting contact on the rail on be or be brought. The attachment of the heat exchanger to the rail may in particular comprise the production and / or holding of a heat-transferring contact. Also, a heat exchanger adjacent to the rail which is not or not directly attached to the rail can thus be considered to be mounted on the rail. A heat-transferring contact is provided in particular for allowing heat conduction and optionally thermal radiation via the heat transfer wall of the heat exchanger. It is conceivable that the heating fluid is directly or indirectly in heat transferring, in particular heat-conducting contact with the heat transfer wall or can be brought. The fluid chamber and / or the isolation chamber may be formed in a heat exchanger body of the heat exchanger. The fluid chamber may be at least partially defined by the heat transfer wall. It is conceivable that the insulation chamber is at least partially defined by the outer wall. The fluid chamber may include at least one inlet, which may also be referred to as a supply, and at least one outlet, which may also be referred to as return. Corresponding connections and / or connection openings can be provided in walls and / or wall regions defining the fluid chamber. The fluid chamber may be fluidly sealed or sealable with respect to the isolation chamber and / or an outer region and / or the rail, such as by one or more sealing devices and / or covering devices such as lids. Specifically, the environment of the heat exchanger may designate a region in which the heat exchanger is not in heat transferring contact with a rail or that portion of the outwardly directed wall of the heat exchanger which is not intended to contact the rail. In particular, the outer wall may be in contact with an external atmosphere, and delimit the heat exchanger from the atmosphere. The cross sections of the isolation chamber and the fluid chamber may differ from each other. It may be provided that the cross-section of the fluid chamber is widened at at least one point, in particular in the lower region, approximately to a region facing the rail foot, in relation to another region, such as an upper region and / or the rail head. In general, the cross-section of the insulation chamber may be asymmetrical and / or have widenings and / or tapers. In particular, it can be provided that the width of the cross-section of the insulation chamber in at least one subregion of the cross section and / or over the entire cross section is substantially opposite to the width of the cross section of the fluid chamber. For example, it may be provided that in at least one region in which the fluid chamber has a taper, the insulation chamber has a broadening and / or vice versa. Consequently For example, a region in which a small amount of heating fluid can be guided or stored, such as a rejuvenation of the fluid chamber, and thus could undergo rapid cooling, can be thermally insulated particularly well by a corresponding widening of the insulation chamber and thus of the insulating effect of the insulation chamber. Furthermore, the overall width of the heat exchanger can be substantially maintained. Overall, it can be provided that the walls of the heat exchanger, in particular a heat transfer wall and / or an outer wall and / or provided between the insulation chamber and the fluid chamber intermediate wall have a thickness which is smaller than a width of a cross section of the fluid chamber and / or the insulation chamber , in particular less than a minimum width of the fluid chamber and / or the insulation chamber. In particular, the width of the walls and / or the heat transfer wall and / or the outer wall and / or the intermediate wall can be significantly smaller than the width or width, in particular as the minimum width or width. For example, the corresponding wall width may be approximately below 50%, below 25% or below 10% of the respective chamber width and / or minimum chamber width. It is conceivable that the cross section and / or the width or the width profile of the heat exchanger is essentially defined by the cavities of the fluid chamber and the insulation chamber. The isolation chamber may have a height and / or arrangement in height substantially corresponding to the height and / or height arrangement of the fluid chamber and / or it may be provided that the isolation chamber substantially completely and / or at least toward the outside the fluid chamber 50% or 75% or 90% covered. Thus, a heat loss to the outside can be reduced efficiently and at the same time there is less material required for the heat exchanger. It can be provided that the heat transfer wall is intended to be placed in heat transfer contact with a side surface or a profile or partial profile of a rail or to be in corresponding contact, in particular with a side surface of a rail web. A rail web can thereby form an area between a rail head provided for contact with wheels of rail vehicles and a rail foot provided for supporting against the ground. The fluid chamber may be irregular and / or asymmetrical in shape, such as drops. It is conceivable that the profile of a heat transfer wall is different from a profile of one of these opposite wall of the fluid chamber. For example, the profile of a heat transfer wall may correspond to a profile of a rail surface to which the heat transfer wall is to be applied, while the profile of the opposite wall may differ therefrom to take account of external factors and / or to influence the fluid guiding properties of the fluid chamber. In general, the rail profile may in particular be a side profile of a rail, for example a stock rail and / or a tongue rail and / or a tongue switch. Suitable rail profiles are about R-65, ZU-65 or other known rail profiles. It is conceivable that a fluid baffle device or baffle device is provided, against which a heating fluid flowing into the fluid chamber is at least partially guided. A baffle device can generally be arranged in the region of a feed connection and / or a feed opening and / or within the fluid chamber. By such a baffle device, the fluid guide can be influenced within the fluid chamber. It can be provided, for example, a symmetrical or asymmetric step-like reduction of a flow cross-section, which can serve as a baffle device. A fluid baffle may provide a baffle against which a fluid stream is allowed to flow. It is conceivable that a baffle device and / or components of a baffle device is integrally formed or attached to a heat exchanger body. Alternatively or additionally, a baffle or components of a baffle device may be molded or attached to a lid. In a heat exchanger body open and / or closed screw can be provided at suitable locations. Open Schraubkanäle are having at least one opening in the peripheral region. This facilitates production of a tool for an extrusion process, with which the heat exchanger can be formed in one step. In general, a screw channel can penetrate the heat exchanger body of the heat exchanger in the longitudinal direction and / or form a corresponding through hole. In cover devices and / or covers corresponding attachment openings may be provided, via which the cover device or the cover can be connected to the heat exchanger body or connectable, in particular screwed or screwed. It is conceivable that a screw channel has no thread, but is provided for receiving a self-tapping screw. A heat exchanger can be fastened to the rail via a fastening device or fixed to the rail, for example via a screw connection or a clamping device. The fastening device may engage and / or be attached or fastened to the rail and / or to the rail substantially stationary devices.
Die Fluidkammer und die Isolierungskammer können durch eine Zwischenwand getrennt sein. Dabei kann die Zwischenwand sowohl als Wandung für die Fluidkammer und/oder als Wandung für die Isolierungskammer ausgebildet sein. Es ist vorstellbar, dass die Wärmeübertragungswand und/oder die Außenwand und/oder gegebenenfalls eine Zwi- schenwand, sofern vorhanden, einstückig und/oder materialschlüssig und/oder formschlüssig ausgebildet sind, etwa durch ein Strangpressverfahren. The fluid chamber and the isolation chamber may be separated by an intermediate wall. In this case, the intermediate wall can be formed both as a wall for the fluid chamber and / or as a wall for the insulation chamber. It is conceivable that the heat transfer wall and / or the outer wall and / or optionally an intermediate if present, integrally formed and / or material fit and / or form-fitting manner, such as by an extrusion process.
Bei einer Weiterbildung kann in der Isolierungskammer ein Wärmedämmmaterial aufgenommen sein. Das Wärmedämmmaterial kann beispielsweise ein Polyurethanmaterial und/oder Styropor und/oder ein weiteres geeignetes wärmeisolierendes Material umfassen. In a further development, a thermal insulation material can be accommodated in the insulation chamber. The thermal insulation material may comprise, for example, a polyurethane material and / or polystyrene and / or another suitable heat-insulating material.
Die Fluidkammer kann mittels einer oder mehrerer Deckel dichtend abgedeckt oder abdeckbar sein. Es ist dabei vorstellbar, dass ein oder mehrere Deckel jeweils eine oder mehrere Fluidanschlüsse und/oder entsprechende Öffnungen zur Aufnahme von Anschlüssen oder Fluidverbindungsleitungen aufweisen, über welche das Heizfluid zugeführt und/oder abgeführt werden kann. Ein Deckel kann mit einer Dichtungseinrichtung zusammenwirken, um eine Abdichtung zu erreichen. Die Dichtungseinrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie die Fläche des Deckels im Wesentlichen abzudecken vermag, wobei Löcher innerhalb einer solchen Dichtungsscheibe vorgesehen sein können, welche den Löchern in dem Deckel entsprechen können, etwa einer Fluidanschlussöffnung und Befestigungsöffnungen. Es ist vorstellbar, dass ein Deckel an einem Wärmetauscherkörper angebracht oder anbringbar ist. Der Querschnitt eines Deckels kann einem durch die Wärmeübertragungswand und die Außenwand des Wärmeüberträgers gebildeten Querschnittsprofil entsprechen. Ein Deckel kann als Teil einer Abdeckungsvorrichtung angesehen werden. Es kann vorgesehen sein, dass ein Deckel ein oder mehrere Befestigungsöffnungen aufweist, über welche geeignete Befestigungsmittel eingeführt werden können, etwa Schrauben, Bolzen oder Nieten. Die Befestigungsöffnungen können derart angeordnet sein, dass sie das Einführen der Befestigungseinrichtungen in entsprechende Schraubkanäle ermöglichen. Ein Fluidanschluss kann allgemein einen Strömungsquerschnitt aufweisen, durch welchen ein Heizfluid in die Fluidkammer zu strömen und/oder aus der Fluidkammer herauszuströmen vermag. Allgemein kann der Strömungsquerschnitt eines Fluidanschlusses symmetrisch ausgebildet sein, etwa kreisförmig. Es ist vorstellbar, dass das ein Strömungsquerschnitt eines Fluidanschlusses geringere Ausmaße insbesondere hinsichtlich des Durchmessers und/oder des größten Durchmessers aufweist als der Querschnitt der Fluidkammer, insbesondere in einem Bereich der Fluidkammer, in welchen der Strömungsquerschnitt führt. Etwa kann ein Anschluss zum Einführen oder Abführen von Heizfluid in oder aus der Fluidkammer an einer Stelle vorgesehen sein, an welcher der zum Führen von Heizfluid ausgebildete Strömungsquerschnitt des Anschlusses kleiner ist als der Querschnitt der Fluidkammer. Ein zum Zuführen von Heizfluid vorgesehener Anschluss kann relativ zu einem Abführen von Heizfluid aus der Fluidkammer vorgesehenen Anschluss höher liegend angeordnet sein, etwa in dem er dazu ausgebildet ist, näher an einem Schienenkopf angeordnet zu sein als der Anschluss zum Abführen von Heizfluid. In diesem Fall lassen sich insbesondere Schwerkrafteffekte gegebenenfalls zusammen mit einer Pralleinrichtung zum gewünschten Verteilen von Fluid innerhalb der Fluidkammer verwenden. The fluid chamber can be sealingly covered or coverable by means of one or more lids. It is conceivable that one or more covers each have one or more fluid ports and / or corresponding openings for receiving ports or fluid communication lines, via which the heating fluid can be supplied and / or removed. A lid may cooperate with a sealing device to achieve a seal. The sealing means may be adapted to substantially cover the surface of the lid, wherein holes may be provided within such a sealing washer which may correspond to the holes in the lid, such as a fluid port and mounting holes. It is conceivable that a cover is attached or attachable to a heat exchanger body. The cross section of a lid may correspond to a cross-sectional profile formed by the heat transfer wall and the outer wall of the heat exchanger. A lid may be considered part of a cover device. It can be provided that a cover has one or more fastening openings, via which suitable fastening means can be introduced, such as screws, bolts or rivets. The attachment openings may be arranged such that they allow the insertion of the fastening devices into corresponding screw channels. A fluid connection can generally have a flow cross section through which a heating fluid can flow into the fluid chamber and / or flow out of the fluid chamber. In general, the flow cross-section of a fluid connection can be symmetrical, for example circular. It is conceivable that the flow cross section of a fluid connection has smaller dimensions, in particular with respect to the diameter and / or the largest diameter, than the cross section of the fluid chamber, in particular in a region of the fluid chamber into which the flow cross section leads. For example, a port for introducing or discharging heating fluid into or out of the fluid chamber may be provided at a position where the flow area of the port formed to carry heating fluid is smaller than the cross section of the fluid chamber. One for feeding Heating fluid provided connection can be arranged higher lying relative to a discharge of heating fluid from the fluid chamber provided connection, such as in which it is adapted to be arranged closer to a rail head than the connection for discharging heating fluid. In this case, in particular gravity effects may optionally be used together with a baffle device for the desired distribution of fluid within the fluid chamber.
Insbesondere kann in einem der Deckel ein Vorlaufanschluss vorgesehen sein. Es ist dabei vorstellbar, dass der Wärmetauscher genau einen Vorlaufanschluss aufweist, welcher etwa in dem Deckel angeordnet sein kann. Dies erleichtert die Herstellung und die Wartung insbesondere im Anschlussbereich. In particular, a flow connection can be provided in one of the lids. It is conceivable that the heat exchanger has exactly one flow connection, which may be arranged approximately in the lid. This facilitates the manufacture and maintenance, especially in the connection area.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in einem der Deckel ein Rücklauf- anschluss vorgesehen ist. Es kann zweckmäßig sein, wenn der Wärmetauscher genau einen Rücklaufanschluss umfasst, der in einem Deckel angeordnet sein kann. Es ist vorstellbar, dass Vorlaufanschlüsse und Rücklaufanschlüsse jeweils an unterschiedlichen Deckeln angeordnet sind. Es ist vorstellbar, dass sich ein Deckel mit mindestens einem Vorlaufanschluss und ein Deckel mit mindestens einem Rücklaufanschluss sich bezüglich einer Längserstreckung des Wärmetauscherkörpers gegenüberliegen. Dies kann dazu beitragen, eine gleichmäßigere Fluidströmung zwischen Vorlauf, Fluidkammer und Rücklauf zu erreichen. Alternatively or additionally, it may be provided that a return connection is provided in one of the covers. It may be expedient if the heat exchanger comprises exactly one return connection, which can be arranged in a cover. It is conceivable that flow connections and return connections are each arranged on different covers. It is conceivable that a cover with at least one flow connection and a cover with at least one return connection face each other with respect to a longitudinal extension of the heat exchanger body. This can help to achieve a more uniform flow of fluid between the flow, fluid chamber and return.
Allgemein kann die Wärmeübertragungswand komplementär zu einem zum wärmeübertragenden Kontakt vorgesehenen Profil der Schiene geformt sein. Ein komplementär geformtes Profil entspricht im wesentlichem dem zum Kontaktieren vorgesehenen Profil und erlaubt es der Wärmeübertragungswand, sich an das Profil anzuschmiegen, um einen gut wärmeleitenden Kontakt flächig auszubilden. Zwischen der Wärmeübertragungswand und dem Profil kann ein Wärmeleitmaterial angeordnet oder anordenbar sein, etwa eine Wärmeleitpaste. Die Wärmeübertragungswand kann dazu ausgebildet sein, eine Oberseite eines Schienenfußes und/oder eine Unterseite eines Schienenkopfes zu kontaktieren. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn ein bezüglich der Fluidkammer innenseitig liegender Wandbereich der Wärmeübertragungswand im Wesentlichen dem Profil entsprechend und/oder dem Profil folgend mit Heizfluid in Kontakt steht oder bringbar ist. Insbesondere können die Fluidkammer und/oder ein zur Aufnahme von Heizfluid vorgesehenes Volumen der Fluidkammer durch den entsprechenden Wandbereich begrenzt sein. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass im Wesentlichen die ganze Wärmeüber- tragungswand und/oder der zum Kontaktieren der Schiene vorgesehene Wandbereich eine Begrenzung der Fluidkammer und/oder des Volumens definiert und/oder die Wärmeübertragungswand und/oder der Wandbereich im Wesentlichen auf ihrer gesamten Innenseite eine solche Begrenzung bereitstellt und/oder mit Heizfluid in Kontakt bringbar ist. Somit kann ein großflächiger wärmeübertragender Kontakt zwischen Heizfluid und Schienenprofil bereitgestellt sein. Ein komplementäres Formen der Wärmeübertragungswand kann allgemein bedeuten, dass die Wärmeübertragungswand derart ausgebildet ist, dass sie sich im an in die Schiene montierten Zustand an das Schienenprofil anschmiegt. Dabei können insbesondere gerundete Übergänge im Schienenprofil durch die Wärmeübertragungswand nachgebildet sein. Dies ermöglicht einen besonders guten wärmeübertragenden Kontakt. In general, the heat transfer wall can be shaped complementary to a profile of the rail provided for the heat-transferring contact. A complementarily shaped profile substantially corresponds to the profile provided for contacting and allows the heat transfer wall to conform to the profile to provide a good heat conducting contact surface. Between the heat transfer wall and the profile, a heat conduction material can be arranged or arranged, such as a thermal paste. The heat transfer wall may be configured to contact an upper side of a rail foot and / or a lower side of a rail head. In this case, it may be expedient for a wall region of the heat transfer wall, which lies on the inside with respect to the fluid chamber, to essentially be in contact with heating fluid or can be brought into contact with the profile and / or following the profile. In particular, the fluid chamber and / or a volume of the fluid chamber provided for receiving heating fluid can be limited by the corresponding wall area. In particular, it may be provided that essentially all the heat transfer tragungswand and / or provided for contacting the rail wall portion defining a boundary of the fluid chamber and / or the volume and / or the heat transfer wall and / or the wall area substantially on its entire inner side provides such a limit and / or can be brought into contact with heating fluid , Thus, a large-area heat-transferring contact between heating fluid and rail profile can be provided. Complementary shaping of the heat transfer wall may generally mean that the heat transfer wall is formed to conform to the rail profile when mounted to the rail. In particular, rounded transitions in the rail profile can be simulated by the heat transfer wall. This allows a particularly good heat transfer contact.
Der Wärmetauscher kann einen Wärmetauscherkörper aufweisen, welcher insbesondere als ein Strangpressprofil hergestellt sein kann. Dies erlaubt ein einfaches Herstellen, insbesondere in einem Arbeitsgang. The heat exchanger can have a heat exchanger body, which can be produced in particular as an extruded profile. This allows a simple manufacturing, especially in one operation.
Es ist ferner eine Schienenheizeinnchtung mit mindestens einem hierin beschriebenen Wärmetauscher vorgesehen. Es können mehrere Wärmetauscher vorgesehen sein, welche strömungstechnisch miteinander verbindbar oder verbunden sein können. Die Schienenheizeinnchtung kann eine geeignete Heizfluidversorgung aufweisen, etwa mit Fluid- verbindungsleitungen wie Schlauch- oder Rohrverbindungen. Über derartige Fluidverbin- dungsleitungen können etwa ein oder mehrere Wärmetauscher miteinander verbunden sein und/oder ein oder mehrere Wärmetauscher können mit einem Heizfluid versorgt werden. Es ist auch vorstellbar, dass die Schienenheizeinnchtung mindestens eine Wärmequelle und/oder mindestens eine Fluidpumpe umfasst, über welche ein Heizfluid bereitgestellt und/oder erwärmt werden kann. Allgemein kann eine Schienenheizeinnchtung einen oder mehrere Heizfluidvorratsbehälter oder mit einer geeigneten Fluidquelle verbunden oder verbindbar sein. Es ist vorstellbar, dass eine Schienenheizeinnchtung für einen Wärmetauscher eine hierin beschrieben Befestigungseinrichtung zur Befestigung des Wärmetauschers aufweist. There is further provided a rail heater with at least one heat exchanger described herein. There may be provided a plurality of heat exchangers, which can be fluidly connected or connected to each other. The rail heater may have a suitable heating fluid supply, such as fluid communication lines such as hose or pipe connections. About one or more heat exchangers can be connected to one another via such fluid connection lines and / or one or more heat exchangers can be supplied with a heating fluid. It is also conceivable that the Schienenheizeinnchtung comprises at least one heat source and / or at least one fluid pump, via which a heating fluid can be provided and / or heated. Generally, rail heating may be connected or connectable to one or more heating fluid storage tanks or to a suitable fluid source. It is conceivable that a rail heater for a heat exchanger has a fastening device for fastening the heat exchanger described herein.
Darüber hinaus ist eine Schieneneinrichtung mit einer hierin beschriebenen Schienenheizeinnchtung und/oder mindestens einem hierin beschriebenen Wärmetauscher vorgesehen. Die Schieneneinrichtung kann eine Weicheneinrichtung sein, etwa eine Zungenweiche. Die Wärmetauscher können zur Befestigung an mindestens einer Backenschiene und/oder mindestens einer Zungenschiene der Weicheneinrichtung vorgesehen sein. Die Schieneneinrichtung kann eine oder mehrere Befestigungseinrichtungen zur Befestigung des oder der Wärmetauscher aufweisen. In addition, a rail device is provided with a rail heater described herein and / or at least one heat exchanger described herein. The rail device may be a switch device, such as a tongue switch. The heat exchangers can be provided for attachment to at least one stock rail and / or at least one tongue rail of the switch device. The Rail means may comprise one or more attachment means for attachment of the heat exchanger or heat exchangers.
Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers beschrieben, welcher insbesondere ein hierin beschriebener Wärmetauscher sein kann. Der Wärmetauscher kann die hierin erwähnten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination aufweisen. Das Verfahren kann den Schritt des Formens eines Wärmetauscherkörpers mit einer Wärmeübertragungswand und einer Außenwand umfassen. Das Formen kann in einem Strangpressverfahren erfolgen. Es ist vorstellbar, dass das Formen das Formen einer Fluidkammer und einer Isolierungskammer umfasst. Eine Zwischenwand kann geformt werden. Außenwand, Zwischenwand und Wärmeübertragungswand können in einem gemeinsamen Strangpressverfahrensschritt geformt werden, etwa durch ein geeignetes Werkzeug. Im selben Verfahrensschritt können offene Schraubkanäle in den Wärmetauscherkörper geformt werden. Das Verfahren kann das Befestigen eines oder mehrerer Deckel an dem Wärmetauscherkörper umfassen. Die Deckel können über Schraubenan dem Wärmetauscherkörper befestigt werden. Dabei können die Schrauben in Schraubkanäle eingeführt werden, etwa in offene Schraubkanäle. Es kann das Einbringen von Dämmmaterial in die Isolierungskammer vorgesehen sein. Das Einbringen kann vor dem Befestigen eines oder beider Deckel durchgeführt werden. There is also described a method for producing a heat exchanger, which in particular may be a heat exchanger described herein. The heat exchanger may have the features mentioned herein individually or in any combination. The method may include the step of forming a heat exchanger body having a heat transfer wall and an outer wall. The molding can be done in an extrusion process. It is conceivable that the molding comprises forming a fluid chamber and an insulation chamber. An intermediate wall can be formed. Outer wall, intermediate wall and heat transfer wall may be formed in a common extrusion process step, such as by a suitable tool. In the same process step, open screw channels can be formed in the heat exchanger body. The method may include attaching one or more covers to the heat exchanger body. The covers may be fastened to the heat exchanger body via screws. The screws can be inserted in screw channels, for example in open screw channels. It may be provided the introduction of insulating material in the insulation chamber. The introduction can be done before attaching one or both lids.
Im Folgenden werden verschiedene beispielhafte Varianten für Wärmetauscher und Wärmetauscherkomponenten mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschreiben. Dabei werden für identische oder funktional ähnliche Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet. In the following, various exemplary variants for heat exchangers and heat exchanger components will be described with reference to the attached figures. The same reference numerals are used for identical or functionally similar components.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 a und 1 b Querschnittsansichten eines Wärmetauschers mit geschlossenen Fig. 1 a and 1 b cross-sectional views of a heat exchanger with closed
Schraubkanälen,  screw channels,
Fig. 2a und 2b Querschnittsansichten eines Wärmetauschers mit offenen Schraubkanälen, 2a and 2b are cross-sectional views of a heat exchanger with open screw channels,
Fig. 3a und 3b Ansichten eines Deckels für einen der Wärmetauscher aus den Fig. 3a and 3b are views of a lid for one of the heat exchanger of FIGS.
1 a, 1 b, 2a oder 2b, Fig. 4 eine Seitenansicht eines Wärmetauschers, 1 a, 1 b, 2 a or 2 b, 4 is a side view of a heat exchanger,
Fig. 5a und 5b Querschnittsansichten eines weiteren Wärmetauschers mit geschlossenen Schraubkanälen, 5a and 5b are cross-sectional views of another heat exchanger with closed screw channels,
Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines weiteren Wärmetauschers mit offenen Schraubkanälen, 6 is a cross-sectional view of another heat exchanger with open screw channels,
Fig. 7 Ansichten eines Deckels für einen Wärmetauscher nach Fig. 5a, 5b, oder 6, 7 shows views of a cover for a heat exchanger according to Fig. 5a, 5b, or 6,
Fig. 8 eine Seitenansicht eines weiteren Wärmetauschers, 8 is a side view of another heat exchanger,
Fig. 9 noch eine Seitenansicht eines weiteren Wärmetauschers, 9 is a side view of another heat exchanger,
Fig. 10 eine Ansicht einer weiteren Deckelvariante für einen Wärmetauscher. 10 is a view of another cover variant for a heat exchanger.
Figurl a zeigt eine Querschnittsansicht eines Wärmetauschers 10. Der Wärmetauscher 10 weist einen Wärmetauscherkörper 1 1 auf, welcher als ein Strangpressprofil hergestellt ist. Der Wärmetauscherkörper 1 1 weist eine Wärmeübertragungswand 12, eine Zwischenwand 14 und eine Außenwand 16 auf. Zwischen der Zwischenwand 14 und der Wärmeübertragungswand 12 ist eine Fluidkammer 18 ausgebildet. Die Zwischenwand 14 und die Wärmeübertragungswand 12 sind etwa über geeignete Verbindungsstellen einstückig ausgebildet und fluidisch dicht. Die Fluidkammer 18 ist dazu vorgesehen, von einem Heiz- fluid durchströmt zu werden, welches durch nicht gezeigte Fluidanschlüsse zugeführt und abgeführt werden kann. Die Zwischenwand 14 und die Außenwand 16 bilden eine gegenüber der Fluidkammer 18 durch die Zwischenwand 14 abgedichtete Isolierungskammer 20. In der Isolierungskammer 20 kann ein Dämmmaterial aufgenommen sein. Es kann allerdings auch ausreichen, wenn in der Isolierungskammer 20 lediglich Luft zur Wärmedämmung vorgesehen ist. Auch die Zwischenwand 14 und die Außenwand 16 sind einstückig miteinander ausgebildet, so dass insgesamt die Wärmeübertragungswand 12 und die Zwischenwand 14 und die Außenwand 16 ein einstückiges Profil bilden, welches die Querschnittsform des Wärmetauschers definiert. Wird in die Fluidkammer 18 ein Heizfluid eingeführt, steht es in direktem wärmeleitenden Kontakt mit der Wärmeübertragungswand 12. Ferner sind in Fig. 1 a Schraubkanäle 22 gezeigt, welche in das durch die Wände 12,14,16 gebildete Profil eingeformt sind. In diesem Beispiel sind die Schraubkanäle 22 geschlossen, d.h., im Profil sind die Schraubkanäle vollständig von Wandmaterial des Wärmetauscherkörpers 1 1 umgeben. In Figur 1 b ist gezeigt, wie ein Wärmetauscher 10 an einer Schiene 100 angeordnet ist. Die Schiene 100 weist einen Schienenfuß 102, einen Schienensteg 104 und einen Schienenkopf 106 auf. In diesem Beispiel ist die Schiene 100 eine Backenschiene des Typs R-65. Insbesondere schmiegt sich die Wärmeübertragungswand 12 zwischen dem Schienenkopf 106 und dem Schienenfuß 102 der Schiene 100 an das Schienenprofil an, da das Profil der Wärmeübertragungswand 12 komplementär zum Profil des Steges 104 ausgebildet ist. Die Außenwand 16 steht mit der Umgebung in Verbindung. Figurl a shows a cross-sectional view of a heat exchanger 10. The heat exchanger 10 has a heat exchanger body 1 1, which is made as an extruded profile. The heat exchanger body 1 1 has a heat transfer wall 12, an intermediate wall 14 and an outer wall 16. Between the intermediate wall 14 and the heat transfer wall 12, a fluid chamber 18 is formed. The intermediate wall 14 and the heat transfer wall 12 are integrally formed about suitable connection points and fluidly sealed. The fluid chamber 18 is intended to be flowed through by a heating fluid, which can be supplied and removed by fluid connections, not shown. The intermediate wall 14 and the outer wall 16 form a sealed against the fluid chamber 18 through the intermediate wall 14 insulation chamber 20. In the insulation chamber 20 may be added an insulating material. However, it may also be sufficient if only air is provided for thermal insulation in the insulation chamber 20. Also, the intermediate wall 14 and the outer wall 16 are integrally formed with each other, so that in total the heat transfer wall 12 and the intermediate wall 14 and the outer wall 16 form an integral profile, which defines the cross-sectional shape of the heat exchanger. When a heating fluid is introduced into the fluid chamber 18, it is in direct heat-conducting contact with the heat transfer wall 12. Furthermore, screw channels 22 are shown in FIG. 1 a, which are formed in the profile formed by the walls 12, 14, 16. In this example, the screw channels 22 are closed, ie, in the profile, the screw channels are completely surrounded by wall material of the heat exchanger body 1 1. FIG. 1 b shows how a heat exchanger 10 is arranged on a rail 100. The rail 100 has a rail foot 102, a rail web 104 and a rail head 106. In this example, rail 100 is a R-65 stock rail. In particular, the heat transfer wall 12 between the rail head 106 and the rail foot 102 of the rail 100 conforms to the rail profile, since the profile of the heat transfer wall 12 is formed to be complementary to the profile of the web 104. The outer wall 16 is in communication with the environment.
Die Figuren 2a und 2b zeigen einen Wärmetauscher 10, welcher aufgebaut ist wie der in Figuren 1 a und 1 b gezeigte Wärmetauscher, nur dass er statt geschlossener Schraubkanäle 22 offene Schraubkanäle 24 aufweist. Entsprechend sind die Schraubkanäle im Profil nicht vollständig von Material umgeben, wodurch sich ein Strangpressverfahren zum Herstellen des Wärmetauschers leichter durchführen lässt. FIGS. 2 a and 2 b show a heat exchanger 10 which is constructed like the heat exchanger shown in FIGS. 1 a and 1 b, except that it has open screw channels 24 instead of closed screw channels 22. Accordingly, the screw channels in the profile are not completely surrounded by material, which makes it easier to carry out an extrusion process for producing the heat exchanger.
Figuren 3a und 3b zeigen einen Deckel 50 für einen in Figuren 1 a, 1 b, 2a oder 2b gezeigten Wärmetauscher 10. In Figur 3a sind eine Seitenansicht und eine Queransicht des Deckels 50 zu erkennen. Der Deckel 50 weist mehrere Befestigungsöffnungen 52 auf, welche durch den Deckel hindurchgehende Durchgangsöffnungen darstellen. Durch die Befestigungsöffnungen 52 können geeignete Befestigungseinrichtungen wie Schrauben eingeführt werden, um den Deckel mit einem Wärmetauscherkörper 1 1 zu verbinden. Das Querschnittsprofil des Deckels 50 entspricht dem Querschnittsprofil des Wärmetauscherkörpers 1 1 , um keinen unnötigen Bauraum zu beanspruchen und eine leichte Montage des Wärmetauschers 1 1 an einer Schiene zu ermöglichen. Im Deckel 50 ist eine Fluidan- schlussöffnung 54 vorgesehen, über welche der Wärmetauscher 10, insbesondere die Fluidkammer 18, an eine Fluidversorgungsleitung angeschlossenen oder anschließbar ist. FIGS. 3a and 3b show a cover 50 for a heat exchanger 10 shown in FIGS. 1a, 1b, 2a or 2b. In FIG. 3a, a side view and a transverse view of the cover 50 can be seen. The cover 50 has a plurality of attachment openings 52, which represent passage openings passing through the cover. Through the mounting holes 52 suitable fasteners such as screws can be introduced to connect the lid with a heat exchanger body 1 1. The cross-sectional profile of the lid 50 corresponds to the cross-sectional profile of the heat exchanger body 1 1, to claim no unnecessary space and to allow easy mounting of the heat exchanger 1 1 on a rail. In the cover 50, a fluid connection opening 54 is provided, via which the heat exchanger 10, in particular the fluid chamber 18, is connected or connectable to a fluid supply line.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 10, etwa eines Wärmetauschers 10 wie er in den Figuren 1 a, 1 b, 2a und 2b gezeigt ist. Es ist zu erkennen, dass der Wärmetauscherkörper 1 1 mit einem ersten Deckel 50a und einem zweiten Deckel 50b verbunden ist, um den Wärmetauscher 10 zu bilden. Zwischen dem ersten Deckel 50a und dem Wärmetauscherkörper 1 1 kann eine Dichtungseinrichtung 56a angeordnet sein. Zwischen dem zweiten Deckel 50b und dem Wärmetauscher 1 1 kann analog eine Dichtungs- einrichtung 56b vorgesehen sein. Gestrichelt in den Deckeln 50a, 50b dargestellt sind hindurchgehende Befestigungsöffnungen 52a, 52b. Der erste Deckel 50a kann über eine oder mehrere Befestigungseinrichtungen 60a, etwa geeignete Schrauben, an dem Wärmeträgerkörper 1 1 befestigt sein. Dazu kann eine Befestigungseinrichtung 60a durch eine Befestigungseinrichtung 52a in einem Schraubkanal 22 eingeführt sein, welcher in diesem Beispiel den Wärmeträgerkörper 1 1 in Längsrichtung durchdringt. In der Anschlussöffnung 54a des ersten Deckels 50a ist ein Anschluss 70a mit einem Winkelrohr und einem geeigneten Fluidanschluss aufgenommen. Der Deckel 50b ist analog befestigt und mit dem Fluidanschluss 70b verbunden. Der Fluidanschluss 70a ist als Vorlauf ausgebildet, so dass warmes Heizfluid in den Wärmeträgerkörper 1 1 einführbar ist. Über den Fluidanschluss 70b wird ein Rücklauf gebildet, über welchen das Heizfluid nach Abgabe von Wärme an die Schiene 100 abfließen kann. Figure 4 shows a side view of a heat exchanger 10, such as a heat exchanger 10 as shown in Figures 1 a, 1 b, 2a and 2b. It can be seen that the heat exchanger body 1 1 is connected to a first lid 50 a and a second lid 50 b to form the heat exchanger 10. Between the first cover 50a and the heat exchanger body 1 1, a sealing device 56a may be arranged. Between the second cover 50b and the heat exchanger 1 1 can analogously a sealing be provided means 56b. Dashed lines in the covers 50a, 50b are shown passing through mounting holes 52a, 52b. The first cover 50a can be fastened to the heat transfer body 11 via one or more fastening devices 60a, for example suitable screws. For this purpose, a fastening device 60a may be introduced by a fastening device 52a in a screw 22, which in this example penetrates the heat carrier body 1 1 in the longitudinal direction. In the connection opening 54a of the first cover 50a, a connection 70a is accommodated with an angle tube and a suitable fluid connection. The cover 50b is attached analogously and connected to the fluid port 70b. The fluid connection 70a is designed as a flow, so that warm heating fluid in the heat transfer body 1 1 is inserted. Via the fluid connection 70b, a return is formed, via which the heating fluid can flow to the rail 100 after the release of heat.
Figuren 5a und 5b zeigen eine weitere Variante eines Wärmetauschers 10. In diesem Beispiel ist die Wärmeübertragungswand 12 derart ausgebildet, dass sie sich an das Profil einer Schiene 100 anschmiegt, welches als Zungenschiene ZU-65 ausgebildet ist. Figur 5b zeigt, wie sich das Profil der Zungenschiene 100 zwischen Schienenkopf 106 und Schienenfuß 102 und das Profil der Wärmeübertragungswand 12 des Wärmetauschers 10 entsprechen. Figures 5a and 5b show a further variant of a heat exchanger 10. In this example, the heat transfer wall 12 is formed such that it conforms to the profile of a rail 100, which is designed as a tongue rail ZU-65. FIG. 5 b shows how the profile of the tongue rail 100 between the rail head 106 and rail foot 102 and the profile of the heat transfer wall 12 of the heat exchanger 10 correspond.
Figur 6 zeigt einen Wärmeträgerkörper 1 1 , welcher dem Wärmeträgerkörper 1 1 der Figuren 5a und 5b entspricht, aber offene Schraubkanäle 24 aufweist. FIG. 6 shows a heat carrier body 1 1, which corresponds to the heat carrier body 1 1 of FIGS. 5 a and 5 b, but has open screw channels 24.
Figur 7 zeigt Ansichten eines Deckels für einen Wärmetauscherkörper 1 1 der Figuren 5a, 5b und 6. Entsprechend dem geänderten Querschnittsprofil sind geeignete Befestigungsöffnungen 52 vorgesehen, die sich durch den Deckel hindurch erstrecken. FIG. 7 shows views of a cover for a heat exchanger body 11 of FIGS. 5a, 5b and 6. Corresponding to the changed cross-sectional profile, suitable fastening openings 52 are provided which extend through the cover.
Figur 8 zeigt eine Seitenansicht eines Wärmetauschers 10 der Figuren 5a, 5b und 6 mit einem Deckel der Figur 7. Im Gegensatz zur in Figur 4 gezeigten Anordnung sind die Befestigungslöcher 52a, 52b und die entsprechenden Befestigungsvorrichtungen 60a, 60b an anderen Stellen angeordnet. Figure 8 shows a side view of a heat exchanger 10 of Figures 5a, 5b and 6 with a lid of Figure 7. In contrast to the arrangement shown in Figure 4, the mounting holes 52a, 52b and the corresponding fasteners 60a, 60b are located at other locations.
Figur 9 zeigt eine weitere Variante eines Wärmetauschers 10. In dieser Variante ist eine Prallvorrichtung 30 vorgesehen, welche zur Beeinflussung eines in die Fluidkammer 18 einströmenden Fluidstromes vorgesehen ist. Die Pralleinrichtung 30 ist in diesem Beispiel hinter dem Fluidanschluss 54a für den Vorlauf 70a vorgesehen und derart ausgebildet, dass sich der Strömungsquerschnitt für einen einströmenden Fluidstrom stufenartig verengt, so dass der Fluidstrom gegen die Prallstufe 32 prallt. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Querschnitt der Pralleinrichtung 30 asymmetrisch ist. Da der Vorlauf 70a einen im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist, ergibt sich eine Prallwirkung für einströmendes Heizfluid, welche das Verteilen des einströmenden Heizfluids innerhalb der Fluid- kammer 18 erleichtert. FIG. 9 shows a further variant of a heat exchanger 10. In this variant, a baffle device 30 is provided, which is provided for influencing a fluid flow flowing into the fluid chamber 18. The baffle device 30 is provided in this example behind the fluid connection 54a for the supply line 70a and designed in such a way that the flow cross-section narrows stepwise for an inflowing fluid flow, so that the fluid flow impinges against the impact collider 32. In particular, it is provided that the cross section of the baffle device 30 is asymmetrical. Since the flow 70 a has a substantially round cross-section, there is an impact effect for inflowing heating fluid, which facilitates the distribution of the inflowing heating fluid within the fluid chamber 18.
Figur 10zeigt einen Deckel 50a für den Wärmetauscher 10 für eine Zungenschiene mit einer Pralleinrichtung 30. Durch die asymmetrische Öffnung 54 ist die Prallstufe 32 der Pralleinrichtung 30 zu erkennen. Die Pralleinrichtung 30 kann an dem Deckel 50a ausgebildet sein. FIG. 10 shows a cover 50a for the heat exchanger 10 for a tongue rail with a baffle device 30. The asymmetrical opening 54 shows the baffle 32 of the baffle device 30. The baffle 30 may be formed on the lid 50a.
Allgemein kann die Verwendung einer Pralleinrichtung 30 für alle Arten von Schienen und/oder Wärmetauschern und/oder Deckeln vorgesehen sein, da eine Pralleinrichtung 30 unabhängig von der Profilform ausgebildet sein kann. Es kann zweckmäßig sein, die Form oder Anordnung einer Pralleinrichtung 30 auf ein gegebenes Profil anzupassen, da das Schienenprofil das Profil der Fluidkammer und somit ihre Strömungseigenschaften beeinflusst. In general, the use of a baffle device 30 may be provided for all types of rails and / or heat exchangers and / or covers, since a baffle device 30 may be formed independently of the profile shape. It may be convenient to adapt the shape or arrangement of a baffle 30 to a given profile since the rail profile affects the profile of the fluid chamber and thus its flow characteristics.
Bezugszeichenliste Wärmetauscher Reference numeral heat exchanger
Wärmetauscherkörper  heat exchanger body
Wärmeübertragungswand  Heat transfer wall
Zwischenwand  partition
Außenwand  outer wall
Fluidkammer  fluid chamber
Isolierungskammer  isolation chamber
geschlossener Schraubkanal  closed screw channel
offener Schraubkanal  open screw channel
Pralleinrichtung  baffle
Prallstufe  impact level
Deckel cover
a erster Deckela first cover
b zweiter Deckel b second lid
Befestigungsöffnung fastening opening
a Befestigungsöffnunga mounting hole
b Befestigungsöffnung b mounting hole
Fluidanschlussöffnung Fluid port
a Fluidanschlussöffnunga fluid connection opening
b Fluidanschlussöffnungb fluid connection opening
a Dichtungseinrichtunga sealing device
b Dichtungseinrichtungb sealing device
a Befestigungseinrichtunga fastening device
b Befestigungseinrichtungb fastening device
0 Schiene0 rail
2 Schienenfuß2 rail foot
4 Schienensteg4 rail bridge
6 Schienenkopf 6 rail head

Claims

Patentansprüche claims
1 . Wärmetauscher (10) für eine Schienenheizeinrichtung, umfassend: 1 . A heat exchanger (10) for a rail heater, comprising:
eine Fluidkammer (18), welche dazu ausgebildet ist, ein Heizfluid zu führen, wobei der Wärmetauscher (10) für einen wärmeübertragenden Kontakt über eine Wärmeübertragungswand (12) des Wärmetauschers (10) zwischen einer Schiene (100) und der Fluidkammer (18) an der Schiene (100) angebracht oder anbringbar ist;  a fluid chamber (18) adapted to carry a heating fluid, the heat exchanger (10) for heat transferring contact via a heat transfer wall (12) of the heat exchanger (10) between a rail (100) and the fluid chamber (18) the rail (100) is attached or attachable;
eine Isolierungskammer (20), welche zur Wärmedämmung gegenüber einer Außenwand (16) des Wärmetauschers (10) ausgebildet ist, wobei die Außenwand (16) zur Abgrenzung gegenüber einer Umgebung des Wärmetauschers (10) vorgesehen ist, wobei ferner eine Pralleinrichtung (30) vorgesehen ist, gegen welche ein in die Fluidkammer (18) einströmendes Heizfluid zumindest teilweise geführt wird.  an insulation chamber (20), which is designed for thermal insulation against an outer wall (16) of the heat exchanger (10), wherein the outer wall (16) is provided for delimitation from an environment of the heat exchanger (10), further comprising a baffle device (30) is, against which a heating fluid flowing into the fluid chamber (18) is at least partially guided.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , wobei die Fluidkammer (18) und die Isolierungskammer (20) durch eine Zwischenwand (14) getrennt sind. 2. A heat exchanger according to claim 1, wherein the fluid chamber (18) and the insulation chamber (20) by an intermediate wall (14) are separated.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Isolierungskammer (20) ein Wärmedämmmaterial aufgenommen ist. 3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein in the insulation chamber (20) a thermal insulation material is added.
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fluidkammer (18) vermittels eines oder mehrerer Deckel (50, 50a, 50b) dichtend abgedeckt oder abdeckbar ist. 4. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the fluid chamber (18) by means of one or more covers (50, 50a, 50b) is sealingly covered or coverable.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, wobei in einem der Deckel (50, 50a) ein Vor- laufanschluss vorgesehen ist. 5. Heat exchanger according to claim 4, wherein in one of the cover (50, 50a) is provided a flow connection.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 4 oder 5, wobei in einem der Deckel (50, 50b) ein Rücklaufanschluss vorgesehen ist. 6. Heat exchanger according to claim 4 or 5, wherein in one of the cover (50, 50b) is provided a return port.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmeübertragungswand (12) komplementär zu einem zum wärmeübertragenden Kontakt vorgesehenen Profil der Schiene (100) geformt ist. 7. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the heat transfer wall (12) complementary to a heat-transmitting contact provided profile of the rail (100) is formed.
8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Wärmetauscher (10) einen Wärmetauscherkörper (1 1 ) aufweist, der insbesondere als ein Strangpressprofil hergestellt ist. 8. Heat exchanger according to one of the preceding claims, wherein the heat exchanger (10) has a heat exchanger body (1 1), which is made in particular as an extruded profile.
9. Schienenheizeinrichtung mit mindestens einem Wärmetauscher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. Rail heating device with at least one heat exchanger (10) according to one of claims 1 to 8.
10. Schienenweicheneinrichtung mit einer Schienenheizeinrichtung nach Anspruch 9 und/oder mindestens einem Wärmetauscher (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 10. rail switch device with a rail heater according to claim 9 and / or at least one heat exchanger (10) according to one of claims 1 to 8.
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