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Kondensator fur Lokomotiven.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kondensatoranordnung für Lokomotiven, die so durchgebildet ist, dass eine annähernd konstante Luftmenge verwendet wird, wodurch eine Herabsetzung der Abmessungen des Luftkühler und der Luftmenge, die in der Zeiteinheit durch diesen strömen muss. erzielt wird, indem die Luft, die während der Leerlaufperioden den Kühler durchströmt, auch für die Vollastperioden ausgenutzt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Kondensator aus einem Luftkühler und einem Akkumulator in Form eines Flüssigkeitsbehälters besteht ; der Akkumulator kann auch wärmeabsorbierende feste Körper enthalten. Er wirkt derait, dass er während der Vollastperioden durch Kondensation einen Teil des Dampfes aufnimmt, während der Leerlaufperioden aber eine ent- spiechende Dampf menge an den Luftkuhler abgibt.
Hipdurch wird der Luftkühler von den Schwankungen der zu kondensierenden Abdampfmenge unabhangig gemacht und er braucht nicht für die maximale sondern nur für die durchschnittliche Dampfmenge gebaut zu werden. Der Ausgleich vollzieht sich dabei in dem Akkumulator.
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der in Fig. 1 gezeigten Anordnung im Längsschnitt, Fig. 4 ein Grundriss hiezu, wobei der eine Teil nach L-A/, der andere nach N-G in Fig. 3 geschnitten ist. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung im Querschnitt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 den Luftkühler und 2 den Akkumulator. der eine Flüssigkeit, zweckmässig Wasser und gegebenenfalls auch ein festes, wärmeabsorbierendes Material enthält. Dem Akkumulator wird zweckmässig die Form eines langgestreckten Zylinders gegeben. Sein Weiinh : dt nimmt während der Vollastperioden durch Kondensation einen Teil des Dampfes auf und gibt während geringerer Belastungen eine entsprechende Dampfmenge an den Luftkühler ab.
Der Verlauf ist, kurz dargestellt, folgender :
Es sei angenommen, dass durch den Kondensator Luft in ausreichender Menge strömt, um die Wände des Luftkühlers 1 bis auf 70 abzukühlen, dass die Lokomotive die hilbe Zeit mit voller Belastung und die andere Hälfte der Zeit ohne Belastung läuft und dass die Geschwindigkeitsschwankungen jede Minute auftreten. Es sei ferner angenommen, dass das Wasser eine Anfangbtemperatur von 65 besitzt.
Während der eisten Minute der Vollabtperiode entweicht dann die Hälfte des Dampfes nach dem KÜhler 1, der durch die kühlende Wirkung der Luft seine Temperatur von 700 behält, während die andere Hälfte des Dampfes vom Wasser des Akkumulators 2 kondensiert wird, wodurch die Temperatur dieser Wasser-
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maschine nach dem Kondensator auf. Infolge der Kühlung im Luftkühler wird die Temperatur so schnell erniedrigt, dass ein höheres Vakuum in demselben entsteht, das der Sättigungstemperatur eines niedrigeren Dampfdruckes entspricht.
Infolge dieses auftretenden niedrigeren Dampfdruckes gibt das Wasser des Wasserbehälters Dampf an den Kondensator ab, während sich das Wasser abkühlt, so dass es bei der nächsten Vollsstperiode wieder durch eine Temperatursteigerung die Hälfte des bei der Vollastperiode eintretenden Dampfes aufnehmen kann. Diese Wassermenge dient also als Wärmespeicher, indem sie die Belastung des Luftkühlers ausgleicht. so dns dieser in dem beschriebenen Falle nur halb so p'oss. wie ohne Akkumulator zu sein braucht.
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Cm die Absorption bzw. die Dampfabgabe des Akkumulators zu erleichtern, ist dieser in bekannter Weise mit einer Kreiselpumpe 3 und mit Vorkehrungen versehen, damit das Wasser durch kreisende Bewegung und die Bildung einer Reihe von Wasserstrahlen oder dgl. in lebhafte Berührung mit dem Wasserdampfe gelangt. Dazu dient ein über der Wasseroberfläche angeordnetes Diaphragma 5, das mit Öffnungen 6 versehen ist. Auf dieses Diaphragma wird das Wasser mittels der Pumpe 3 aufgepumpt, so dass es durch die Öffnungen 6 in einer Reihe von Strahlen hinabfliesst. Diese Wasserstrahlen werden zweckmässig zu langen, dünnen Wasserwänden gestaltet, indem das Diaphragma Öffnungen in Form von langen Schlitzen erhält (Fig. 2), so dass der Dampf beim Passieren zwischen den Wasserwänden nur wenig Widerstand findet.
Der oberhalb des Wasserakkumulators angebrachte Luftkühler 1 ist bei 7 mit einem Dampfeinlasse, bei 8 mit einem Wasserablass für das Kondensat und mit Luftpumpenstutzen 9 versehen. Die Pfeile in der Zeichnung deuten den Weg an, den der Dampf durch den Kondensator bzw. den Wärmespeicher während der Vollastperioden nimmt. Der Dampf wird dabei bei M, teilweise unmittelbar in den Luftkühler eintreten. Es werde angenommen, dass hier beispielsweise ein Viertel der Dampfmenge einströmt. Drei Viertel derselben setzt also teilweise oberhalb, teilweise unterhalb des Diaphragmas 5 ihren Weg fort, wobei infolge der Berührung mit dem Wasser die Hälfte der gesamten Dampfmenge kondensiert werde, worauf schliesslich der noch zurückgebliebene ungefähr ein Viertel betragende Teil bei 11 in die andere Hälfte des Luftkühlers 1 eintritt.
Durch diese Anordnung wird der Vorteil erreicht, dass während im Luftkühler Kondensation stattfindet, dauernd Dampf durch den Wärmespeicher hindurch strömt. Der Dampf wird also durch den Kondensator und den Wärmespeicher hindurch einer Zirkulation unterworfen.
Die Kühllamellen sind mittels gebogener Rohre 15 (Fig. 1) mit dem Dampfraum des Wärmespeichers 2 verbunden. Diese Rohre 15 sind zweckmässig an den Kühllamellen angelötet oder mittels Verschraubungen in eine gemeinsame Rohrplatte 22 eingesetzt. Diese Rohrplatte wird dauernd vom Wasser umflossen, um luftdichte Verbindungen mit den Rohren zu erzielen. Am entgegengesetzten Ende der Kühllamellen befindet sich der Luftpumpenstutzen 9. Das im Luftkühler entstehende Kondensat wird durch Rohre 8 direkt in den Wärmespeicher abgeleitet. Mittels quer über allen Lamellen verlaufender Sammelrohre 20 sind die Luftstutzen der gesamten Kühllamellen in zwei Gruppen zu einem gemeinsamen Luftstutzen vereinigt.
Um ein ausreichend kräftiges Kreisen der Luft im Kühler zu erhalten, wird die Luft von beiden Seiten zweckmässig durch jalousieartige Leitschienen 16 eingeführt, die schräg nach vorne gerichtet sind, um die relative Geschwindigkeit zwischen der Lokomotive und der umgebenden Luft zur Verstärkung der Luftbewegung auszunutzen. Da die Geschwindigkeit der Lokomotive hiezu aber nicht immer genügend gross ist, sind noch vertikale Ventilatoren 17 angeordnet, die auf geeignete Weise von der Dampfmaschine oder den Radachsen angetrieben werden und die die Luft durch den Luftkühler pressen, wobei die Luft von ihnen schräg nach oben abgeht. Zweckmässig werden diese Ventilatoren derart mit ihren Treiborganen verbunden, dass ihre Geschwindigkeit verändert werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind zwei Luftkühler schräg angeordnet. Die Kühlluft wird wie in Fig. 1 aufgenommen und strömt durch den Kühler in Richtung der Pfeile.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kondensator für Lokomotiven, bei dem ein Luftkühler mit einem unter Vakuum stehenden zur Aufnahme des Kondensates des Luftkühlers dienenden Wasserbehälter verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkühler (1) und der als Wärmespeicher dienende Wasserbehälter (2) parallel an die Abdampfleitung angeschlossen sind.