DK156268B - Anordning til afisning af koeretoejer - Google Patents

Description

DK 156268 B

Opfindelsen angâr en anordning til afisning af k0ret0jer, og som har organer til opvarmning af luft eller et andet gasformet afisnings-medium, udblæsningsorganer for den opvarmede lufts eller afis-ningsmediets udblæsning samt organer for tilbageledning af i det 5 mindste en del af den udblæste luft eller mediet til opvarmnings-organerne for genopvarmning og genudblæsning.

Det er onskeligt hurtigt at kunne afise og torre koretojer som f.eks. togvogne.

10

Afisning af togvogne er hidtil sket alene ved overforing af varme til togundervognen, og dette er sket med luft med h0j temperatur og middelmâdig hastighed. Luft med en temperatur, der overstiger 50°C, typisk 70°C, er ved hjælp af varmebatterier, der er forsynet med 15 ventilatorer, de sâkaldte tempereringsredskaber, blevet orienteret mod boggiepartier og andre steder, hvor ismængden plejer at være stprst, med en typisk anslagshastighed pâ 0,5 m/s.

En âbenbar ulempe ved denne tidligere kendte l0sning er, at den hoje 20 temperatur, som anvendes, medf0rer, at den varme luft fordamper en stor mængde vand, hvilket giver luften h0jt fugtighedsindhold. Til fordampning af vand medgâr der store varmemængder, og den installe-rede varmeeffekt skal dimensioneres til bâde issmeltningen og fordampningen af en stor mængde vand. Energiforbruget bliver derfor 25 unpdigt stort. Fugtigheden, som absorberes af luften, medfprer ogsâ et behov for stort luftskifte i det lokale, hvori afisningen udf0-res, eller tprring af luften.

Varmeoverfpringshastigheden, som er en funktion af varmeovergangs-30 koefficienten for konvektiv varmeoverfering, a, og temperaturdiffe-rensen mellem vognundervognen og den tilforte luft, At, gives af : Q = a .At 35 hvor Q betegner den overforte varmemængde.

Der kan altsâ kompenseres for en 1 avéré temperatur af den tilforte luft ved hjælp af en storre a-værdi.

2

DK 156268 B

Varmeovergangskoefficienten a er en funktion af strâlingstemperatu-ren, omgivelsernes temperatur og lufthastigheden mod den pâgældende overflade.

5 Strâlingsdelen af varmeovergangen er lig med 0,96 x emissionstallet x At$, hvor : 0,96 = Stefan Boltzmanns tal, emissionstallet for vand, is, rim = 0,95 - 0,98, 10 malet overflade = 0,90 - 0,97,

Ats = modstrâlingstemperaturen.

Strâlingsudvekslingen ved afisning af vognundervogne sker mellem hallens gulv og vognundervognen og pàvirkes kun marginalt af 15 1uftstrommen og strpmningshastigheder.

Indvirkningen af omgivelsernes temperatur pâ varmeovergangen er ifplge G Brown ved kold overflade : 20 2,08 x At0,31 x L"0,08 hvor

At = temperaturdifferensen mellem luft og overflade, °C, 25 L = karakteristisk længde, m.

Den i det foregâende nævnte temperaturdifferens At er i hpj grad pâvirkelig, idet den tilfprte lufts temperatur kan vælges. Forbin-delsen i det foregâende mellem varmeovergangen og temperaturdiffe-30 rensen At er grafisk gengivet i fig. 1.

Lufthastigheder, der er stprre end 5 m/s, indvirker pâ varmeovergangen og overslagsmæssigt ifolge formlen : 35 <*v = 7,6 x v°’78 hvor v = lufthastigheden i m/s.

DK 156268 B

3

Denne forbindelse gengives grafisk i fig. 2.

Ligesom temperaturdifferensen At er ogsâ lufthastigheden v pâvirke-lig.

5

Af forbindelsen i det foregâende samt fig. 1 og 2 fremgàr det, at en ændring af luftens hastighed med 0,5 m/s giver tilnærmelsesvis samme ændring af α-værdien som en temperaturændring pâ 40°C. Varmeover-fpringen er en funktion af α-værdien og temperaturdifferensen, se 10 foroven, hvorfor en forpgelse af hastigheden kompenseres af en temperaturdifferens, som er mindre end den, som alene a-værdiæn-dringen giver udtryk for. En sænkning af temperaturdifferensen med 20°C kan altsâ i princippet kompenseres af en hastighedsforpgelse pâ ca. 1 m/s.

15

Anordningen ifpige den foreliggende opfindelse er kendetegnet ved, at udblæsningsorganerne omfatter et antal dyser, der er koblet parallelt til mindst ét i kpretpjets længderetning forlpbende, og af et trykforpgelsesaggregat, navnlig en ventilator, fpdet tilfprsels-20 organ for til en lille overtemperatur opvarmet afisningsmedium for udblæsning af afisningsmediet gennem dyserne i begrænsede og veldefinerede strâler med en middelanslagshastighed mod flader, der skal behandles, pâ mellem 5 og 35 m/s, hvorhos dyserne er indrettet til at rette strâlerne mod de bestemte flader, der skal afises.

25

Ved den foreliggende opfindelse opnàs der, at varmeoverfpringen fra det tilfprte medium og til is/vogn sker lige sâ hurtigt eller hurtigere end ved den i det foregâende nævnte tidligere kendte teknik med en betydelig lavere 1ufttemperatur, da den hpje hastighed 30 giver et stprre varmeovergangstal.

En fundamental forudsætning for, at hpj hastighed skal kunne anven-des, er, at denne hastighed skal forefindes pâ aile overflader, som skal behandles. Dette tilvejebringes ved anordningen ifplge opfin-35 delsen ved, at udblæsningen af mediet sker i begrænsede og veldefinerede strâler gennem dyserne, og at disse er indrettet til at rette strâlerne mod de bestemte flader, der skal afises. Derved kan man pâ effektiv mâde rette afisningsmediet mod netop de dele af kpretpjet, der skal afises. Ved kpretpjer, som f.eks. lokomotiver og 4

DK 156268 B

jernbanevogne, er sâdanne dele, som f.eks. vognenes boggier, frisk-luftsindtag og éventuelle motordele, der er beliggende under vogne-ne, i f0rste række udsat for skadelig tilisning om vinteren. Ved at udforme anordningen pâ en sâdan mâde, at afisningsmediet kan blæses 5 mod kpretpjet i begrænsede veldefinerede strâler, kan raediet sâledes rettes mod netop sâdanne f0lsomme dele, som er nævnt i det foregâ-ende, medens andre dele af f.eks. jernbanevogne ikke behpver at blive pâblæst afisningsmedium. Selv nâr det drejer sig om vogn-boggierne, er det normalt kun bestemte dele, der er f0lsomme overfor 10 tilisning, og man kan sâledes herved begrænse udblæsningen af afisningsmediet til netop disse dele af boggierne. Dette gpr anordningen ifplge opfindelsen effektiv set ud fra et energisynspunkt, og samtidig bliver anordningen billig, hvad angâr sin konstruktion, da den ikke behpver at blive dimensioneret for blæsning af afisnings-15 medium over hele undervognen. I kraft af at udblæsningsorganerne omfatter et antal dyser, der er koblet parailelt til mindst ét i kpretpjets længderetning forlpbende tilfprselsorgan, opnâs det, at f.eks. en hel jernbanevogn kan behandles samtidigt, ved at afisningsmedium rettes mod kritiske dele af vognen langs hele dennes 20 længde.

Fordelene ved at anvende en forpget hastighed af mediet i stedet for en hpj overtemperatur bestâr bl.a. i, at zonen nærmest vognene ikke fâr en ubehagelig hpj temperatur. En h0j temperatur medfprer ogsâ, 25 sâledes som antydet i det foregâende, at store vandmængder fordam-pes, hvilket kræver betydelig effekt og fplgelig giver et h0jt energiforbrug. Som tidligere antydet, udnyttes ved den foreliggende opfindelse den omstændighed, at varmeovergangstallet stiger kraftigt med strpmningshastigheden af afisningsmediet, sædvanligvis luft. Ved 30 lave strpmningshastigheder af stprrelsesordenen 0,5 m/s er varme-overgangskoefficienten a 1ilie selv ved meget h0je overtemperaturer.

Hvis strpmningshastigheden derimod forpges, opnàr man en betydelig forpgelse af varmeovergangskoefficienten selv ved betydeligt lavere overtemperaturer. Pâ denne mâde opnâr man en betydelig mere effektiv 35 afisning ved hjælp af den foreliggende opfindelse samtidig med at afisningen bliver mindre energikrævende som fplge af den lave overtemperatur.

Nogle som eksempler valgte udfprelsesformer for anordningen ifplge

DK 156268 B

5 opfindelsen vil herefter blive forklaret nærmere under henvisning til fig. 3-6.

Pâ tegningerne viser 5 fig. 1 og 2 varmeovergangskoefficientens variation i afhængighed af temperaturdifferensen, henholdsvis stromningshastigheden, fig. 3 et billede set fra oven af et afisningsanlæg til togvogne med 10 en udforelsesform for anordningen ifdlge opfindelsen, fig. 4 et tværsnitsbillede vinkelret pâ anlægget i fig. 3, fig. 5 samme billede som i fig. 4 men af en ændret udfprelsesform 15 for anordningen ifplge opfindelsen og forsynet med organer til tilvejebringelse af et statisk overtryk med motorernes koleluftindtag, og fig. 6 et detailleret billede af kdleluftindtaget med de nævnte 20 organer til frembringelse af et statisk overtryk.

Den i fig. 3 og 4 viste udfprelsesform for anordningen ifdlge opfindelsen til afisning af togvogne har to varmluftkanaler 2, 4, der er adskilt af et dræningsrum 6. Udenfor varmluftkanalerne 2 og 4 25 forlpber der tilbageledningskanaler 8 og 10 parailelt med varmluftkanalerne. Ovenpâ varmluftkanalerne 2, 4 bæres en skinne 12, 14 pâ understdtninger 16, 18 for at bære vogne 20, som skal afises.

Luften i kanalerne 2 og 4 udblæses gennem dyser 22, der bæres af 30 stràleror 24, som fdrer til kanalerne 2, 4. Dyserne er anbragt tættere i vognenes boggie- og motoromrâder, jfr. fig. 3, samt rettet for at give en sâ effektiv optdning som muligt.

Den gennem dyserne 22 til optdning udblæste luft tilbagesuges for 35 stdrstedelens vedkommende ind i tilbagefpringskanalerne 8, 10 gennem âbninger 26, der er forsynet med spjæld pâ en sâdan mâde, at en i det væsentlige cirkulerende strpm anvendes til optpningen. Dette er væsentligt, da optdningsluften har et forholdsvis hdjt fugtigheds-indhold, som ellers ville kræve en meget mere effektiv ventilation 6

DK 156268 B

af det lokale, hvori behandlingen sker.

Kanalerne 2, 4, 8, 10 er sluttet til ventilatoraggregater 28', som er sænket ned i gruber. Et sâdant aggregat f0der to kanalsektioner, 5 jfr. fig. 3.

I praksis er et afisningsanlæg med anordningen ifdlge opfindelsen udformet med to eller muligvis flere, parallelt med hinanden for-Ipbende behandlingsbaner til afisning af togvogne, jfr. fig. 3 og 4.

10 Herunder tjener den mellem banerne forldbende tilbageledningskanal 8 til tilbageledning af optdningsluft fra begge behandlingsbanerne.

Ved hjælp af justeringsspjældene 26 kan den recirkulerende de! af luften reguleres. Under optdningen bortledes en brdkdel svarende til 15 den luftmængde, som bortledes for lokalets ventilation, medens den resterende mængde, der typisk andrager 80-90%, recirkuleres. Efter optdningen tprres motorer og boggier hensigtsmæssigt, hvorunder der anvendes en stor brdkdel tdr yderluft.

20 Ventilatoraggregaterne 28' har foruden trykfordgelsesventilatorer anordninger til forvarmning af den yderluft, som anvendes. Til denne forvarmning kan man hensigtsmæssigt anvende et væskekoblet varme-genudvindingssystem, et sâkaldt ECOTERM-System. Den totale cirkula-tionsluft opvarmes ved hjælp af separate opvarmningsorganer.

25

En togvogn kan, nâr den indfdres i hall en for afisning og tdrring, typisk indeholde 1 ton is og sne. Ved hjælp af et anlæg ifdlge opfindelsen kan afisning og tdrring ske pâ ca. 3-4 timer. Herunder 3 anvendes der 5 m /s pâblæsningsluft med en temperatur pâ ca. 30°C.

30 Under optdningen bortledes ca. 0,5 m /s, svarende til den fornpdne ventilation af lokalet, medens resten tilbageledes. Temperaturen af den recirkulerende luft er under afisningsperioden i det typiske tilfælde 15°C 1 avéré end den pâblæste varmluft. Den pâblæste lufts anslagshastighed mod dele af togets undervogn, som skal afises, 35 ligger normalt i omrâdet 5-35 m/s, afhængigt af afstanden mellem dyse og kdretdjsdel samt dysens udformning. Herunder er det af principiel betydning, at hdj hastighed findes pâ aile overflader, som skal afises. Endog endnu hdjere hastighed end de angivne kan anvendes, hvis det kræves.

DK 156268 B

7 I fig. 5 er der vist en anden udfprelsesform for anordningen if0lge opfindelsen. Ved denne udfprelsesform sker tilf0rslen af varmluft gennem cirkulære pladetromler 28, 30, som forlpber langs med under-stotningerne 16, 18, der bærer skinnerne 12, 14. Pâ tromlerne 28, 30 5 er der anbragt dyser 22 for at udblæse luften i form af strâler mod overflader, som skal afises. De yderste dyser 22 er hensigtsmæssigt indrettet alene ved boggier og eventuelt ved omformere til vognen 20. Pâ samme mâde som ved den i fig. 3 og 4 viste udf0relsesform kan tilbageledningskanaler 32, 34 med spjældforsynede âbninger 36 10 anbringes udenfor skinnerne 12, 14 for recirkulering af optpnings-luften.

I gulvet mellem skinnerne 12, 14 er der anbragt en dræning 38, 40 pâ samme mâde som ved den tidligere beskrevne udf0relsesform for 15 bortledning af smeltevand.

Ved begge de beskrevne udf0relsesformer er dyserne monteret pâ ror af et materiale med h0j korrosionsbestandighed, som f.eks. rustfrit stâl, medens selve dyserne er fremstillet af et eftergiveligt 20 materiale som f.eks. gummi, for ikke at blive beskadiget af nedfal-dende isblokke.

For at forhindre, at fugtig optdningsluft ad "bagvejen" trænger ind i motorene 42's luftudlpb 44 og kondenserer pâ vindinger og andre 25 overflader i motorerne, tvinges t0r luft if0lge opfindelsen til at passere gennem motorerne 42's kpleluftâbninger. Motorerne 42's kpleluftindtag 43 er dækket med et sâkaldt labyrintgitter, gennem hvilket der ikke kan overfpres et dynamisk tryk. I stedet frembrin-ges der if0lge opfindelsen et statisk overtryk rundt om luftindtaget 30 43 ved hjælp af jetluft udblæst gennem dyser 46. Den luft, der herved udblæses gennem dyserne 46, skal hâve et fugtighedsindhold, som er 1 avéré end motorerne 42's dugpunkt og kan hensigtsmæssigt bestâ af t0r, opvarmet yderluft. I kraft af det tilvejebragte statiske overtryk ved luftindtaget vil den t0rre luft passere gennem 35 udtagsgitteret ved vognens side og ned gennem kanalen 48 og gennem motorerne, sâledes at fugtig luft ikke kan trænge ind i motorerne og dér kondensere pâ kolde overflader.

To dyser 46 er hensigtsmæssigt indrettet til at blæse luft skrât

Claims (2)

10 Patentkrav.

1. Anordning til afisning af kdretdjer, og som har organer til opvarmning af luft eller et andet gasformet afisningsmedium, ud-blæsningsorganer for den opvarmede lufts eller afisningsmediets 15 udblæsning, samt organer for tilbageledning af i det mindste en del af den udblæste luft eller mediet til opvarmningsorganerne for genopvarmning og genudblæsning, kendetegnet ved, at udblæsningsorganerne omfatter et antal dyser (22), der er koblet parallelt til mindst ét i k0ret0jets (20) længderetning forlpbende, 20 og af et trykfordgelsesaggregat, navnlig en ventilator (28), f0det tilf0rselsorgan (2, 4, 28, 30) for til en lille overtemperatur opvarmet afisningsmedium for udblæsning af afisningsmediet gennem dyserne i begrænsede og veldefinerede strâler med en middelanslags-hastighed mod flader, der skal behandles, pâ mellem 5 og 35 m/s, 25 hvorhos dyserne er indrettet til at rette strâlerne mod de bestemte flader, der skal afises.

2. Anordning ifdlge krav 1, hvor mediet er luft, kendetegnet ved, at der parallelt med tilf0rselskanalen (2, 4, 28, 30) er 30 anbragt mindst én tilbageledningskanal (8, 10, 32, 34) med et antal spjældforsynede àbninger (26, 36) for tilbagesugning og tilbageledning af gennem dyserne (22) mod k0ret0jet (20) udblæst luft til opvarmningsorganerne, hvorhos br0kdelen af recirkuleret luft er regulerbar ved hjælp af de nævnte spjæld. 35