DE651476C

DE651476C - Wind deflector for steam locomotives

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Publication number: DE651476C
Application number: DEK138376D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1935-06-26
Filing date: 1935-06-26
Publication date: 1937-10-14

Description

Bei fahrenden Dampflokomotiven kommt es häufig vor, daß sich die dem Schornstein entströmenden Rauchgase sowie Ruß und Abdampf vor den Führerhausfenstern niederschlagen. Hierdurch wird dem Lokomotivpersonal die notwendige Aussicht auf die Strecke genommen. Dieser eine Gefahrenquelle bildende Übelstand macht sich besonders bei der schnellfahrenden LokomotiveWith moving steam locomotives it often happens that the chimney Precipitate escaping smoke gases as well as soot and exhaust steam in front of the driver's cab windows. This deprives the locomotive crew of the necessary view of the route. This one source of danger forming disadvantage is particularly evident in the case of the fast-moving locomotive

to ' mit niedrigem Schornstein, mnd wenn Dampf und Rauch mit geringer Geschwindigkeit die Schornsteinmündung verlassen, bemerkbar. Um diesem Mangel entgegenzutreten, hat man neben der Rauchkammer Windleitblecheto 'with low chimney, mnd if steam and smoke leaving the chimney mouth at low speed, noticeable. In order to counteract this deficiency, smoke deflectors are installed next to the smoke chamber

• 5 angebracht, die den Fahrtwind so ablenken sollen, daß sich Dampf- und Rauchschwaden nicht niederschlagen können. Die Form und Größe der Windleitbleche und deren Lage auf der Lokomotive dürfen aber das durch die großen Kesseldurchmesser neuzeitlicher Lokomotiven ohnehin schon verringerte Blickfeld vom Führerstand nicht noch mehr beeinträchtigen, so daß mit Rücksicht hierauf dem Aufbau der Windleitbleche Einschränkungen auferlegt sind, die auf Erzielung einer mehr oder weniger wirkungsvollen Rauchablenkung Einfluß haben.• 5 attached to deflect the airstream in such a way that steam and smoke billow out can not knock down. The shape and size of the smoke deflectors and their location On the locomotive, however, this is more modern due to the large boiler diameter Locomotives do not impair the already reduced field of vision from the driver's cab any more, so that with this in mind the structure of the smoke deflectors restrictions are imposed on achieving a more or less effective Have smoke deflection influence.

Auf einem andern Wege sucht man eine Ablenkung des Rauches und Dampfes dadurch zu erreichen, daß man den oberen Teil der Rauchkammer zu einer Mulde ausbildet, die den Schornstein umfaßt. Die von der Windleitmulde eingefangene Luft überströmt den Schornstein in Längsrichtung der Lokomotive und führt den Rauch mit sich nach oben über den Kessel ab. Die Wirkung der Windleitmulden ist je nach dem strömungstechnischen Aufbau derselben verschieden, im übrigen aber auch von der äußeren Ausgestaltung des Lokomotivkessels abhängig. Die Ausrüstung von Regellokomotiven mit Windleitmulden dürfte wegen der hohen Anlagekosten kaum in Frage kommen.In another way one seeks a diversion of the smoke and steam thereby to achieve that the upper part of the smoke chamber is formed into a trough which surrounds the chimney. The one from the Trapped air flows over the chimney in the longitudinal direction of the locomotive and leads the smoke upwards through the boiler. The effect of the wind deflectors depends on the flow Structure of the same, but also different from the external design of the locomotive boiler. Equipping regular locomotives with wind deflectors Due to the high investment costs, it is unlikely to be an option.

Es sind ferner noch andere Konstruktionen von Leitvorrichtungen bekanntgeworden. Sie alle haben in ihrer Wirkungsweise jedoch das eine charakteristische Merkmal gemeinsam, daß Rauch und Dampf bereits an der Schornsteinmündung vom Fahrtwind getroffen und dadurch im Aufsteigen behindert werden. Die Ablenkung des Rauches und Dampfes erfolgt also erst, nachdem die Ausströmgeschwindigkeit derselben in Richtung nach oben vom Fahrtwind fast auf Null herabgemindert wurde. Die Strömungsenergie des Rauches und Dampfes kann also nur wenig dazu beitragen, dieselben in eine höhere Ebene oberhalb des Kessels hinzutragen. Dies kann zwar durch Verlängerung des Schornsteines erreicht werden. Dies ist aber nicht möglich, da die Schornsteinmündung aller Lokomotiven bereits an die vorgeschriebene Umgrenzungslinie der Fahrzeuge heranreicht.There are also other constructions of guide devices become known. she however, they all have one characteristic feature in common in their mode of action, that smoke and steam are already hit by the wind at the chimney mouth and thus hindered the ascent will. The deflection of the smoke and steam takes place only after the outflow speed the same in the upward direction was reduced almost to zero by the airstream. The flow energy of the smoke and steam can therefore do little to bring them to a higher level above the boiler. This can be achieved by extending the chimney. But this is not possible because the chimney mouth of all locomotives is already close to the prescribed boundary line for the vehicles.

Die Erfindung schafft eine Einrichtung, durch welche Rauch und Dampf in eineThe invention provides a device through which smoke and steam in a

höhere Ebene oberhalb der Schornsteinmündung gelangen, so daß die nachfolgende schwadenförmige Ausbreitung des Rauches und Dampfes die Streckensicht vom Führerstand nicht mehr gefährden kann. Dies wird durch eine aufsteigende Ablenkung des Fahrtwindes vor der Rauchkammerstirnwand erreicht, die sich so auswirkt, daß in unmittelbarer Nähe des Schornsteines und bis zu ίο einer ausreichenden Höhe über demselben der Fahrtwind unspürbar bleibt. Dadurch ist dem Rauch und Dampf die Möglichkeit gegeben, vermöge ihrer Strömungsenergie über die Schornsteinmündung hinaus genügend hoch aufzusteigen, ohne mit dem Fahrtwind in Berührung zu kommen, und sich erst in einer gewissen Höhe, der Ablenkung des Fahrtwindes entsprechend, auszubreiten.get higher level above the chimney mouth, so that the following The smoke and steam can be seen from the driver's cab in the form of a plume can no longer endanger. This is achieved by an ascending deflection of the airstream reached in front of the smoke chamber front wall, which has such an effect that in the immediate Close to the chimney and up to ίο a sufficient height above it the wind remains imperceptible. This gives the smoke and steam the opportunity to by virtue of their flow energy to rise sufficiently high beyond the chimney mouth without the head wind to come into contact, and only at a certain height, the distraction of the According to the airflow.

Die Erfindung kennzeichnet sich im wesentlichen durch eine vor der Rauchkammer angeordnete, zur Erzielung einer vor dem Schornstein steil aufwärts gerichteten Luftströmung in nur kleinem Winkel zur Senkrechten geneigte Leitfläche, die zum Scheitel der Rauchkammer führt, mit am Umfang der Leitfläche vorstehenden Leitwänden, die oben einen Ausschnitt frei lassen zum Abströmen der abgelenkten Luft über die im Scheitel der Rauchkammer liegende freie Kante der Leitfläche.The invention is essentially characterized by a front of the smoke chamber arranged to achieve a steep upward air flow in front of the chimney Guide surface inclined at only a small angle to the vertical, that of the vertex the smoke chamber leads, with guide walls protruding on the circumference of the guide surface, which Leave a cutout at the top to allow the deflected air to flow over the im Free edge of the guide surface lying at the top of the smoke chamber.

Die Ausführung gemäß der Erfindung kann bei dem Entwurf neuer Dampflokomotiven konstruktiv so gelöst werden, daß man die Rauchkammerstirnwand selbst oder einen Teil derselben als genannte Leitfläche ausbildet. Bei Stromlinienlokomotiven kann die Leitfläche durch entsprechende Formgebung der stirnseitigen Verkleidung hergestellt werden, so daß die Leitfläche mit den Leitwänden Teile der Stromlinenverkleidung darstellen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können auch die Leitfläche und die Leitwände über den Rauchkammerscheitel hinaus zur Führung der Luft verlängert werden. ♦5 Ferner können zur Beseitigung störender Strömungserscheinungen Hilfsleitflächen vorgesehen werden. Diese sind z. B. nötig, wenn Dampf und Rauch nach vorn in den vom Fahrtwind freien Raum hineinströmen und sich auf die Rauchkammer legen.The embodiment according to the invention can be used in the design of new steam locomotives be constructively solved in such a way that the smoke chamber front wall itself or a Part of the same as said guide surface forms. With streamlined locomotives, the Guide surface can be produced by appropriate shaping of the front paneling, so that the guide surface with the guide walls represent parts of the streamlining. In a further embodiment of the invention, the guide surface and the guide walls Be extended beyond the top of the smoke chamber to guide the air. ♦ 5 Furthermore, auxiliary guide surfaces can be provided to eliminate disruptive flow phenomena will. These are e.g. B. necessary when steam and smoke forward in the from Blow in the free space and lie down on the smoke chamber.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele in schematischer Darstellung dargestellt. Es zeigtExemplary embodiments are shown schematically in the drawing. It shows

Abb. ι ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anordnung auf der Lokomotive, in perspektivischer Ansicht gezeichnet,Fig. Ι an embodiment of the invention in arrangement on the locomotive, drawn in perspective view,

Abb, 2 dasselbe Ausführungbeispiel, jedoch im senkrechten Mittelschnitt in Längsrichtung der Lokomotive dargestellt, mit eingezeichneten Stromlinien und der Rauchströmung, Fig. 2 the same embodiment example, but in the vertical middle section in the longitudinal direction the locomotive shown, with drawn streamlines and the smoke flow,

Abb. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, in perspektivischer Ansicht gezeichnet, Fig. 3 shows another embodiment of the invention, drawn in a perspective view,

. Abb. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, gezeichnet wie in Abb. 2,. Fig. 4 shows another embodiment of the invention, drawn as in Fig. 2,

Abb. 5 dasselbe Ausführungsbeispiel wie" in Abb. 4, in perspektivischer Ansicht gezeichnet, Fig. 5 the same embodiment as "in Fig. 4, drawn in a perspective view,

Abb. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, in perspektivischer Ansicht gezeichnet.Fig. 6 a further embodiment of the invention, in a perspective view drawn.

Die Windleitvorrichtung Abb. 1 besteht im wesentlichen aus einer vor der Stirnwand der Rauchkammer ο der Lokomotive angebrachten Leitfläche b, deren Umfang von vorstehenden Wandungen c und d teilweise umfaßt wird. Die Leitfläche b erhält vorteilhaft eine Neigung nach hinten, dem Schornstein e zu. Die Leitfläche b kann im übrigen einen beliebigen Neigungswinkel, eine beliebige Form oder irgendeine Krümmung erhalten. Die Umfassung der Leitfläche b ist zur Hauptsache im oberen Teil unterbrochen, so daß hier ein Ausschnitt f, welcher von den oberen Kanten der Wandungen c und d und der Kante g der Leitfläche b gebildet wird, entsteht. Bei fahrender Lokomotive wird die durch die Wandungen c und d eingefaßte Luft von der Leitfläche b nach oben über den Ausschnitt f abgelenkt, wie dieses in Abb. 2 durch die Stromlinien h, welche ebenso wie die Rauchströmung i für die senkrechte Mittelebene eingezeichnet sind, dargestellt ist. Die in Abb. 2 gezeichneten Stromlinien h ergeben sich, wenn man die Luftströmung von einem relativ zur fahrenden Lokomotive in Ruhe befindlichen Bezugssystem aus betrachtet. Aus dem Strömungsbild ersieht man, daß hinter der Kante g der Leitfläche b keine Luftströmung (Fahrtwind) vorhanden ist. Das strömungsfreie Gebiet k erstreckt sich von der Kante g bis zum Schornstein e und darüber hinaus, und zwar in einer Breite, die etwa der Länge der Kante g, also der Breite des Ausschnittes f, entspricht. Die obere Begrenzung des Totgebietes k ist durch die Ablenkung des Fahrtwindes gegeben. Ein Geschwindigkeitsausgleich der Luft, etwa von Null· bis zur Fahrtgeschwindigkeit, an den Umgrenzungsflächen des Totgebietes k findet natürlich statt. Aus der Abb. 2 ist ferner ersichtlich, daß die Rauchströmung i von der Mündung / des Schornsteines e bis zu einer gewissen Höhe, welche von der Ablenkung des. Fahrtwindes abhängt, von letzterem verschont bleibt. . The wind deflector Fig. 1 consists essentially of a guide surface b attached in front of the end wall of the smoke chamber ο of the locomotive, the circumference of which is partially encompassed by protruding walls c and d. The guide surface b is advantageously inclined to the rear, towards the chimney e . The guide surface b can also have any angle of inclination, any shape or any curvature. The enclosure of the guide surface b is mainly interrupted in the upper part, so that here a cutout f, which is formed by the upper edges of the walls c and d and the edge g of the guide surface b , is created. When the locomotive is moving, the air enclosed by the walls c and d is deflected from the guide surface b upwards over the section f , as shown in Fig. 2 by the streamlines h, which, like the smoke flow i , are drawn in for the vertical center plane is. The streamlines h drawn in Fig. 2 result if the air flow is viewed from a reference system that is at rest relative to the moving locomotive. The flow diagram shows that there is no air flow (airflow) behind the edge g of the guide surface b. The flow-free area k extends from the edge g to the chimney e and beyond, in a width which corresponds approximately to the length of the edge g, that is to say the width of the cutout f. The upper limit of the dead area k is given by the deflection of the head wind. A speed compensation of the air, approximately from zero to the travel speed, takes place naturally at the boundary surfaces of the dead area k. From Fig. 2 it can also be seen that the smoke flow i from the mouth / chimney e is spared from the latter up to a certain height, which depends on the deflection of the airflow. .

Der Ausschnitt f kann auch durch eine öffnung m ersetzt werden, wie Abb. 3 zeigt. Die Wandungen c und d sind nunmehr durch die Verbindung bei η im oberen Teil zusammengeführt. Die öffnung m kann auch nochThe section f can also be replaced by an opening m , as Fig. 3 shows. The walls c and d are now brought together by the connection at η in the upper part. The opening m can also

einen Aufsatz ο erhalten, wie beispielsweise in Abb. 3 punktiert angedeutet ist.an essay ο received, as indicated for example in Fig. 3 dotted.

Ferner kann die Leitfläche b auch fehlenFurthermore, the guide surface b can also be absent

und durch die Rauchkammerstirnwand, welche zweckmäßig eine Neigung nach dem Schornstein hin erhält, ersetzt werden.and through the smoke chamber front wall, which is expediently inclined after the The chimney must be replaced.

Schließlich brauchen die Wandungen c und d nicht unbedingt in einer Flucht mit dem Loko-After all, the walls c and d do not necessarily need to be in alignment with the locomotive

. mo'tivkessel zu verlaufen. . Sie können auch bei weit hinten liegendem Schornstein durch besondere Konstruktionen der Rauchkammer näher an denselben herangebracht werden.. mo'tivkessel to run. . You can also get through if the chimney is far back special constructions of the smoke chamber are brought closer to the same.

Bei sehr niedrigem Schornstein und wenn dieser verhältnismäßig nahe an der oberen Kante g liegt, kann es vorkommen, daß Dampf und Rauch nach vorn in das Totgebiet k infolge des hier herrschenden starken Unterdruckes hineinströmt, wie in Abb. 4 durch die punktierte Linie p angedeutet ist. Um dieses zu verhindern, kann man von der durch die Windleitvorrichtung nach oben abgelenkten Luft einen kleinen Teil in das Totgebiet k hineinleiten, so daß letzteres mit Luft aufgefüllt und der Unterdruck somit zum Verschwinden gebracht wird. Dieses kann durch ein kleines, in der Nähe der Kante g der Leitfläche b angebrachtes Leitblech q geschehen. Diese Anordnung ist in Abb. 5 in perspektivischer Ansicht wiedergegeben. Die Ablenkung der Luft durch das Leitblech q ist in Abb. 4 durch die Stromlinie r dargestellt.If the chimney is very low and if it is relatively close to the upper edge g , it can happen that steam and smoke flow forward into the dead area k as a result of the strong negative pressure prevailing here, as indicated in Fig. 4 by the dotted line p . In order to prevent this, a small part of the air deflected upwards by the wind deflector can be guided into the dead area k , so that the latter is filled with air and the negative pressure is thus made to disappear. This can be done by a small guide plate q attached near the edge g of the guide surface b . This arrangement is shown in Fig. 5 in a perspective view. The deflection of the air by the baffle q is shown in Fig. 4 by the streamline r .

Die Wandungen c und d brauchen nicht unbedingt in Höhe der Kante g' der Leitflächen b zu enden, sondern können darüber hinaus nach oben weitergeführt werden, wie Abb. 5 zeigt. Ferner kann der obere Teil der Wandungen zum Schornstein hin verlängert werden, so daß sich die Führungen ^ und t ergeben, welche aber nicht unbedingt parallel zur Lokomotivachse verlaufen brauchen. Die Leitfläche b kann auch bis zu den erhöhten Kanten u und ν der Wandungen c und d hinaufgeführt werden.The walls c and d do not necessarily have to end at the level of the edge g 'of the guide surfaces b , but can also be continued upwards, as Fig. 5 shows. Furthermore, the upper part of the walls can be extended towards the chimney, so that the guides ^ and t result, but which do not necessarily need to run parallel to the locomotive axis. The guide surface b can also be led up to the raised edges u and ν of the walls c and d .

Abb. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Leitfläche b und die Wandungen c und d der Abb. 1 durch zweckmäßig geformte Bauteile der Lokomotive ersetzt werden, so daß also die Windleitvorrichtung als solche kein einzelner Gegenstand^, für sich zu sein braucht, wie es das Ausführungsbeispiel in Abb. 1 darstellt. Die genannten Bauteile können die Rauchkammerstirnwand w und die als Seitenwandungen ausgebildeten Teile χ und y der Verkleidung ζ des Lokomotivkessels oder des Rauchkammermantels sein.Fig. 6 shows an embodiment of the invention in which the guide surface b and the walls c and d of Fig. 1 are replaced by suitably shaped components of the locomotive, so that the wind deflector as such does not need to be a single object ^ , as the embodiment in Fig. 1 shows. The components mentioned can be the smoke chamber end wall w and the parts χ and y of the cladding ζ of the locomotive boiler or of the smoke chamber jacket, which are designed as side walls.

Während das Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 eher für neu zu erbauende Lokomotiven in Frage kommt, dürfte die Ausführung nach Abb. 1 für vorhandene Lokomotiven, bei welchen keine Umbauten an der Rauchkammer vorgenommen werden sollen, zweckmäßiger sein. Das Wesen der Erfindung besteht jedoch darin, eine Ablenkung der Luft des Fahrtwindes derart zu erzielen, daß die Bildung eines vom Fahrtwind freien oder teilweise freien Raumes in unmittelbarer Nähe des Schornsteins, hauptsächlich vor und über demselben, die Folge ist, wodurch der sonst ungünstige Einfluß des Fahrtwindes auf das Höhersteigen des Rauches und Dampfes von der Schornsteinmündung an bis zu einer gewissen Höhe über derselben aufgehoben wird.While the embodiment according to Fig. 6 is more for locomotives to be built comes into question, the design according to Fig. 1 should be for existing locomotives, In which no modifications are to be made to the smoke chamber, it is more appropriate. The essence of the invention is, however, to achieve a deflection of the airstream in such a way that that the formation of a free or partially free space in the immediate vicinity Proximity of the chimney, mainly in front of and above it, the consequence of which the otherwise unfavorable influence of the airstream on the rising smoke and steam from the chimney mouth is canceled up to a certain height above the same.

Claims

Patent claims:

1. Wind deflector for steam locomotives, in which the chimney sits approximately in the middle of the cylindrical smoke chamber, characterized by a guide surface (b) which is inclined in front of the smoke chamber to achieve a steep upward air flow in front of the chimney at only a small angle to the vertical The top of the smoke chamber leads, with guide walls (c, d) protruding on the circumference of the guide surface, which leave a cutout (f) at the top for the deflected air to flow over the free edge of the guide surface (&) located in the top of the smoke chamber.

2. Wind deflector according to claim 1, characterized in that the smoke chamber end wall itself or a part of the same or the front streamlining of the locomotive is designed as a guide surface (b) .

3. Wind deflector according to claim 1 and 2, characterized in that the guide surface (b) and the guide walls (c, d) are extended beyond the top of the smoke chamber to guide the air.

Wind deflector according to claims 1, 2 and 3, characterized in that auxiliary guide surfaces (q) are provided to eliminate disruptive flow phenomena.

1 sheet of drawings