Querstrom-Regenkalhler-Anlage zum Rückkuhlen des Kühlwassers von Kondensatioasanlagen auf Fahrzeugen.
Die Erfindung betrifft eine Querstrom- Regenkühler-Anlage zum Rückkiihlen des Kühlwassers von Kondensationsanlagen auf Fahrzeugen.
Bei mit Kondensation arbeitenden, durch Dampfkraftmaschinen getriebenen Fahrzeugen, z. B. Dampflokomotiven, kommt bekanntlich der Rückkühlung des für die Kondensation benötigten Kühlwassers grosse Bedeutung zu.
Ein richtiges Arbeiten solcher mit Konden- sation arbeitender Fahrzeuge ist nur gewährleistet, wenn es gelingt, das im Kondensator benötigte Kühlwasser in der Rückkühlanlage um einen Betrag abzukühlen, welcher die Erwärmung des Kühlwassers beim Durchgang durch den Kondensator entspricht. Es sind nun bereits Querstrom-Regenkühler-Vorrich- tungen bekannt, welche für bestimmte Lei stungen und bestimmte Fahrgeschwindigkeiten die Aufgabe einer richtigen Rückkühlung des Kühlwassers von Kondensationsanlagen der erwähnten Art in befriedigender Weise zu losen gestatten.
Diese Vorrichtungen versagen jedoch, sobald das Kühlwasser für Kondensatoren von solchen Dampfkraftmaschineu um den erforderlichen Betrag zu kühlen ist, welche eine doppelt so grosse Leistung abgeben wie die Maschinen, die gewöhnlichzur Verwendung kommen, oder wenn die Geschwindigkeit des Zuges bei normaler Leistung der Dampfkraftmaschinen um ein Bedeutendes kleiner ist, als die normale Fahrgeschwin- digkeit, wie dies zum Beispiel beim Fahren auf Steigungen der Fall ist.
Im ersteren Falle, d. h., wenn die Leistung der Dampfkraftmaschine eine sehr grosse ist, ist die Menge des rückzukühlenden Kühlwassers so gross, daB sie in dem verhältnismässig kleinen für die Rückkühlung zur Verfügung stehenden Raume der Rückkühlvorrichtung nicht mehr um den erforderlichen Betrag abgekühlt werden kann.
Eine Vergrösserung der Rück- kühlleistung könnte theoretisch erreicht werden durch Vergr##erung des Kühlluftdurch- trittquerschnittes, was aber über das Bahnprofil hinaus nicht zulässig ist, und anderseits durch Verlängerung des Luftkanales, dem aber der Umstaud hindernd im Wege steht, dass die Luft nach Erreichung ihres Sättigungs- grades nicht mehr in der Lage ist, dem Kühl- wasser weitere Wärrne zu entziehen, weshalb es zwecklos ist, einen zu langen Luftkanal im Querstrom-Regenkühler vorzusehen,
da in der N#he des Austrittsendes eines solchen Kanals die bereits gesättigte Luft keine Kühl- wirkung auf das rückzukühlende Wasser aus üben kann. Wenn dagegen die Fahrgeschwin digkeit eine geringe ist, so ist die Menge der mit dem im Kühlel regenförmig herunter- fallenden K#hlwasser in Ber#hrung kommen- den Luft eine ungenügende, um eine R#ck- kühlung des Kühlwassers um den erforderlichen Betrag bewirken zu können.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, eine Querstrom-Regenkühler-Anlage zum Rückkühlen des K#hlwassers von Kondensationsanlagen auf Fahrzeugen zu schaffen, bei der die oben angeführten M#ngel der bisher bekannten Ausführungen beseitigt sind.
Um das zu erreichen ist die Querstrom- Regenkühler-Anlage erfindungsgemäss in eine Anzahl Querstrom-Regenkuhler unterteilt, von denen jeder beim Fahren durch einen eigenen Luftstrom durchströmt wird. Dabei kann das rückzukühlende Wasser den einzelnen Querstrom-Regenkühlern zweckm##ig in Parallelschaltung zuströmen.
In einer solchen Anlage ist es möglich, grosse Wärmemengen abzuf#hren, da die voneinander unabhängigen Luftstrome, welche die verschiedenen Quer strom-Regenkühler durchströmen, verhältnismässig kurze Wege zurückzulegen haben und daher keine Gefahr besteht, da# sie bereits vor dem Erreichen des Austrittsendes der Luftkan#le der Kühler gesättigt sind und infolgedessen f#r die R#ckk#hlung des Kühlwassers nicht mehr in Frage kommen.
Die Querstrom-Regenkühler können je einen besondern Kühlwagen bilden, oder auch auf einem gemeinsamen Wagen angeordnet sein. Die Ausbildung der einzelnen Quer strom-Regenkühler zu je einem besondern Kühlwagen ermöglicht jedoch eine bessere Zuführung der Luft zu dem Luftkanal der Kühler, weshalb eine solche Ausbildung der jenigen vorzuziehen ist, bei der die verschiedenen Kühler auf einem und demselben Kühlwagen angeordnet sind.
Zweckmässigerweise kann wenigstens einem der auf den vordersten Querstrom-Regellkühler folgenden Kühler mindestens ein Teil der Kühlluft gewaltsam durch ein mechanisches Luftf#rderungsmittel, zum Beispiel einen Ventilator, zugeführt werden. Das Anbringen eines solchen Luftforderungsmittels empfiehlt sich in all den Fällen, wo der beim Fahren entstehende nat#rliche Luftzug klein ist, oder dem Lufteintritt in den Luftkanal Hindernisse im Wege stehen.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführ ungsform des Erfin dungsgegenstandes schematisch veranschau- licht, und zwar ist :
Fig. 1 ein senkrechter Längsschnitt durch eine Querstrom-Regenkühlel-Anlage mit zwei je zu einem Kühlwagen ausgebildeten Quer strom-Regenkühlern, und
Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Anlage.
1 und 2 bezeichnen zwei Querstrom-Re- genkühler, von denen jeder als besonderer Kühlwagen ausgebildet ist und einen im wesentlichen in der durch den Pfeil A angedeuteten Fahrtrichtung sich erstreckenden Luftkanal 3 bezw. 4 aufweist. DerVerteiler für das rüokzukühlende Kühlwasser ist in jedem dieser Wagen in einem schmalen, dem Eisenbahnprofii eng angepassten Rahmen un tergebracht, der den Luftkanal 3 bezw. 4 von grossem, freiem Eintritts-und Durchgangs- querschnitt für die Kühlluft umschliesst.
Jeder Verteiler weist eine Anzahl im obern Teil der Luftkanäle 3,4 angeordnete, in der Längsrichtung dieser Kanäle sich erstreckende, durchloehte Rohre 5 auf, von denen in Fig.
2 der Deutlichkeit halber nur ein Teil gezeigt ist. Die Rohre 5 jedes Kühlwagens stehen mit einem Kanal 6, 7 in Verbindung.
Jeder Kanal 6,7 steht seinerseits mit einer das r#ckzuk#hlende Wasser zuführenden Leitung 8 in Verbindung. Es str#mt somit das rückzukühlende Kühlwasser den Kühlwagen 1 und 2 in Parallelschaltung zu. Das aus den #ffnungen der Rohre 5 austretende Wasser f#llt regenförmig senkrecht durch die Luftkan#le 3,4, wobei es die beim Fahren in Richtung der Pfeile B durch diese Kanäle strömende Luft durchquert.
Das durch die Luftkan#le 3,4 fallende Wasser wird in Be hältern 12 gesammelt, die im untern Teil der Kühlwagen l, 2 angebracht sind und mit einer nach dem nicht gezeigten Kondensator führenden Leitung 13 in Verbindung stehen.
10 bezeichnet einen Kohlenbunker'und 11 einen dem Luftkanal 4 vorgelagerten Luftkanal. Der Luftkanal 11 erweitert sich von seinem vordern Ende konisch nach hinten und ist auf beiden Seiten offen. An den Kohlenbunker 10 bezw. Luftkanal 11 schliesst sich ein Wasservorratsbeh lter 9 an, in dem sich das durch den Luftkanal 3 bezw. 4 fallende Wasser ansammelt, sobald in den Be hältern 12 ein bestimmtes Niveau überschritten ist.
Im hintern Teil des Kühlwagens 1 ist ein am untern Ende mit der Atmosphäre in Verbindung stehender und an dem mit Bezug auf die Fahrtrichtung hiuten gelegenen Ende bis nahe an den Luftkanal 11 sich erstreckender Luftkanal 14 vorgesehen, der sich zum Teil in der in Fig. 2 gezeigten Weise konisch nach hinten verjüngt. In diesem Kanal 14 ist ein Ventilator 15 eingebaut, der den Luftkanälen 11, 4 gewaltsam einen Teil der im Kühlwagen 2 zum R#ckk#hlen erfor derlichen Luft zufùhrt, w#hrend der übrige Teil seitlich in diesen Kanal eintritt.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Querstrom-Regenkiihler-Anlage ist folgende :
Das rüokzukühlende Wasser gelangt aus dem nicht gezeigten Kondensator durch die Leitung 8 nach den Rohren 5, um von hier in regenförmiger Verteilung durch die Luftkanäle 3 und 4 zu fallen, wobei es mit den voneinarlder unabhängigen Kühlluftströmen in Berührung kommt, welche infolge des beim Fahren entstehenden Zuges und der Wirkung des Ventilators 15 durch jene Kan#le in Richtung der Pfeile B strömen. Das Wasser wird dabei gekühlt ; infolge der Kürze der Kanäle 3,4 ist dabei nicht zu befürchten, dass die Kühlluft bereits vor dem Erreichen des hintern, bogenförmig nach aufwärts steigenden Endes dieser Kanäle gesättigt ist.
Das gekühlte Wasser sammelt sich in den Behältern 12, die durch die zum Rückführen des ge kühlten Wassers dienende Leitung 13 mit dem Kondensator in Verbindung stehen. Zu folge der Unterteilung der Anlage in eine Anzahl Querstrom-Regenkühler, von denen jeder beim Fahren von einem eigenen Luft strom durchquert wird, ist es nun möglich, in einer solchen Anlage verhältnismässig grosse
Wassermengen um bestimmte Beträge zu kühlen ; und zwar selbst bei verhältnismäBig kleinen Fahrgeschwindigkeiten.
Selbstverständlich kann die Anlage auch mehr als nur zwei, je einen Kühlwagen bil denden K#hler aufweisen. Austatt solche
Kühlwagen in der gezeigten Weise hinter einander anzuordnen, können die Wagen auch zum Teil vor und zum Teil hinter der Loko motive angeordnet sein.
Die Entfernung zwischen zwei aufeinander- folgenden Kühlwagen kann gewünschtenfalls so gross gewählt werden, dass auch im hintern
Wagen beim Fahren ein natürlicher Zug ent- steht, der hinreicht, um zu bewirken, dass ohne Zuhilfenahme eines mechanischen Luft förderungsmittels genügend Luft durch den
Luftkanal dieses hintern Kühlwagens geht.
An Stelle des Ventilators 15 können auch andere mechanische Luftforderungsmittel zur
Verwendung kommen.
Im weiteren sei erwähnt, dass das r#ck- zukühlende Wasser auch noch in anderer als der gezeigten Weise den einzelnen Querstrom Regenkühlern der Anlage zugeführt werden konnte. Schliesslich ist noch hervorzuheben, da# die verschiedenen, die Anlage bildenden Querstrom-Regenkühler auch einen einzigen
Kühlwagen bilden können.
Cross-flow rain cooler system for recooling the cooling water of condensation systems on vehicles.
The invention relates to a cross-flow rain cooler system for recooling the cooling water from condensation systems on vehicles.
When working with condensation, driven by steam engines vehicles such. B. steam locomotives, the recooling of the cooling water required for condensation is known to be of great importance.
Correct operation of such vehicles working with condensation is only guaranteed if it is possible to cool the cooling water required in the condenser in the recooling system by an amount which corresponds to the heating of the cooling water when passing through the condenser. There are already cross-flow rain cooler devices known which allow the task of correct recooling of the cooling water of condensation systems of the type mentioned to be solved in a satisfactory manner for certain performance levels and certain driving speeds.
These devices fail, however, as soon as the cooling water for condensers of such steam engines has to be cooled by the required amount, which deliver a power twice as high as the machines that are usually used, or when the speed of the train at normal power of the steam engines by one Is significantly lower than normal driving speed, as is the case, for example, when driving on inclines.
In the former case, i.e. That is, if the output of the steam engine is very high, the amount of cooling water to be recooled is so great that it can no longer be cooled by the required amount in the relatively small space of the recooling device available for recooling.
An increase in the recooling capacity could theoretically be achieved by increasing the cross-section of the cooling air passage, which is not permitted beyond the track profile, and on the other hand by lengthening the air duct, which is hindered by the flow of air When it has reached its degree of saturation, it is no longer able to extract further heat from the cooling water, which is why it is pointless to provide an air duct that is too long in the cross-flow rain cooler,
because in the vicinity of the outlet end of such a channel the already saturated air cannot exert any cooling effect on the water to be recooled. If, on the other hand, the driving speed is low, then the amount of air coming into contact with the cooling water falling down in the cooler is insufficient to cause the cooling water to be cooled down by the required amount to be able to.
The purpose of the present invention is to create a cross-flow rain cooler system for recooling the cooling water of condensation systems on vehicles, in which the above-mentioned deficiencies of the previously known designs are eliminated.
In order to achieve this, the cross-flow rain cooler system is divided according to the invention into a number of cross-flow rain coolers, each of which has its own air flow flowing through it while driving. The water to be recooled can flow to the individual cross-flow rain coolers in parallel.
In such a system it is possible to dissipate large amounts of heat, since the independent air flows that flow through the various cross-flow rain coolers have to cover relatively short distances and there is therefore no risk that they will be removed before the outlet end of the The air ducts of the cooler are saturated and as a result can no longer be used for recooling the cooling water.
The cross-flow rain coolers can each form a special refrigerator car, or they can be arranged on a common car. The formation of the individual cross-flow rain cooler each with a special refrigerator car, however, allows a better supply of air to the air duct of the cooler, which is why such a design is preferable to those in which the different coolers are arranged on one and the same refrigerator car.
Expediently, at least part of the cooling air can be forcibly supplied to at least one of the coolers following the foremost cross-flow control cooler by a mechanical means of conveying air, for example a fan. The attachment of such an air conveying device is recommended in all cases where the natural draft of air that occurs when driving is small or where there are obstacles in the way of air entry into the air duct.
An example of an embodiment of the subject of the invention is illustrated schematically in the accompanying drawing, namely:
Fig. 1 is a vertical longitudinal section through a cross-flow rain cooling system with two cross-flow rain coolers each designed to form a refrigerator car, and
FIG. 2 is a plan view of the system shown in FIG.
1 and 2 designate two cross-flow rain coolers, each of which is designed as a special refrigerated car and has an air duct 3, respectively, extending essentially in the direction of travel indicated by the arrow A. 4 has. The distributor for the cooling water to be cooled down is housed in each of these wagons in a narrow frame that is closely matched to the railroad profile and which connects the air duct 3 respectively. 4 enclosed by a large, free inlet and passage cross-section for the cooling air.
Each distributor has a number of perforated tubes 5 arranged in the upper part of the air ducts 3, 4 and extending in the longitudinal direction of these ducts, of which in FIG.
2 only a part is shown for the sake of clarity. The pipes 5 of each refrigerated truck are connected to a channel 6, 7.
Each channel 6, 7 is in turn connected to a line 8 that supplies the water to be recirculated. The cooling water to be recooled therefore flows to cooling cars 1 and 2 in parallel. The water emerging from the openings of the pipes 5 falls in the form of a rain vertically through the air ducts 3, 4, whereby it crosses the air flowing through these ducts when driving in the direction of the arrows B.
The water falling through the air ducts 3, 4 is collected in containers 12 which are mounted in the lower part of the refrigerated trucks 1, 2 and are connected to a line 13 leading to the condenser, not shown.
10 denotes a coal bunker and 11 an air duct upstream of the air duct 4. The air duct 11 widens conically towards the rear from its front end and is open on both sides. At the coal bunker 10 respectively. Air duct 11 is followed by a Wasservorratsbeh lter 9, in which the through the air duct 3 BEZW. 4 falling water accumulates as soon as a certain level is exceeded in the containers 12.
In the rear part of the refrigerated truck 1 there is an air duct 14 which is connected to the atmosphere at the lower end and which extends up to close to the air duct 11 at the end located at the rear with respect to the direction of travel, and which is partly in the form shown in FIG shown way tapers conically towards the rear. A fan 15 is installed in this duct 14, which forcibly supplies some of the air required in the refrigerator truck 2 for cooling back to the air ducts 11, 4, while the remaining part enters this duct laterally.
The mode of operation of the cross-flow rain cooler system described is as follows:
The water to be cooled passes from the condenser, not shown, through the line 8 to the pipes 5, from here falling in a rain-like distribution through the air ducts 3 and 4, where it comes into contact with the independent cooling air flows resulting from the driving Train and the action of the fan 15 through those channels in the direction of arrows B flow. The water is thereby cooled; As a result of the shortness of the channels 3, 4 there is no fear that the cooling air is already saturated before it reaches the rear end of these channels that rises upward in an arc shape.
The cooled water collects in the containers 12, which are connected to the condenser through the line 13 serving to recirculate the cooled water. To follow the subdivision of the system into a number of cross-flow rain coolers, each of which is traversed by its own air stream when driving, it is now possible to use a relatively large system in such a system
Amounts of water to cool certain amounts; even at relatively low driving speeds.
Of course, the system can also have more than just two coolers, each forming a refrigerator car. Instead of such
To arrange refrigerated cars one behind the other in the manner shown, the car can also be arranged partly in front of and partly behind the locomotive motifs.
The distance between two refrigerated cars following one another can, if desired, be chosen so large that also in the rear
When driving the car, there is a natural draft that is sufficient to cause enough air to pass through the vehicle without the aid of a mechanical means of conveying air
Air duct of this rear refrigerator car goes.
Instead of the fan 15, other mechanical air conveying means can also be used
Use come.
It should also be mentioned that the water to be recooled could also be fed to the individual cross-flow rain coolers of the system in a way other than that shown. Finally, it should be emphasized that # the various cross-flow rain coolers forming the system are also a single one
Can form refrigerated trucks.