Kondensator für Lokomotiven und ähnliche Fahrzeuge. Bei Lokomotiven ist bekanntlich die Be lastung des Dampfmotors ziemlich -schwan kend, da die Züge abwechselnd auf Steigun gen hinauf- und hinunterfahren oder sich auf ebenen Bahnstrecken bewegen. Auch kommen beim Anfahren oder bei der Einfahrt in einen Bahnhof usw. sehr verschiedene Belastungen vor.
Durch solche Schwankungen in der Be lastung werden daher die verschiedenartigsten Anforderungen an das Vermögen des Kon- densators gestellt, um den von der Dampf maschine zuströmenden Dampf zu konden sieren, dessen Menge, von einem Maxii:num bis auf Null herab, oft mit einem Intervall von nur ein bis zwei Minuten zwischen den verschiedenen Vollastperioden schwankt. Die Luftraenge, welche erforderlich ist, um die Kondensation des Dampfes zu bewirken, ist aus diesem Grunde sehr schwankend und dies ist eine der Hauptschwierigkeiten, welche bisher der Anordnung eines Kondengators bei Lokomotiven im Wege standen.
Diese Schwie rigkeiten sind in der Tat so gross, dass man bis jetzt bei Lokomotiven auf die Anordnung eines Kondensators hat verzichten müssen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kondensator<B>für</B> Lokomotiven oder ähn liche Fahrzeuge, bei dem ein Luftkühler der art mit einem unter Vakuum stehenden und zur Kondensation von Abdampf und als Dampfspeicher dienenden Flüssigkeitsbehälter verbunden ist, dass das in dem Luftkühler sich bildende Kondensat in den Flüssigkeits behälter zurückfliesst. Kondensatoren dieser Art sind bereits bekannt.
Die Erfindung be steht nun darin, dass bei einem Kondensator dieser Art die Abdampfleitung in den einen Dampfspeicher bildenden Flüssigkeitsbehälter mündet, an den der Luftkühler unmittelbar angeschlossen ist und in welchem der<B>Ab-</B> dampf mit der als Wärmeträger dienenden Flüssigkeit in unmittelbare Berührung kommt.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der beiliegenden Zelchnung veran schaulicht: Fig. <B>1</B> zeigt teilweise im Längsschnitt, teilweise in Seitenansicht eine mit dem Er findungsgegenstand versehene Lokomotive; Fig. 2 zeigt die, Ausführung.8form naeh Fig. <B>1</B> im Grundriss mit dem linken Teil nach Linie A-B und mit dem rechten nach Linie C-D in Fig. <B>1</B> geschnitten;
Fig. <B>3</B> ist ein Schnitt nach der Linie E-F in Fig. <B>1;</B> Fig. 4 zeigt einen Einzelteil des Luft kühlers in grösserem Massstabe; Fig. <B>5</B> ist ein Schnitt nach Linie J-K, Fig. <B>6</B> nach Linie. Gr-H in Fig. 4;
Fig. <B>7</B> zeigt einen Einzelteil von Fig. <B>1;</B> Fig. <B>8</B> zeigt eine andere Ausführungsforrn des lErfindungsgegenstandes im Längsschnitt; Fig. <B>9</B> zeigt diese Ausführungsforin im Grundriss, wobei der eine Teil nach Linie <B>L-31,</B> der andere nach Linie<B>N-0</B> in Fig. <B>8</B> geschnitten ist; Fig. <B>10</B> zeigt die Ausführungsform nach Fig. <B>8</B> in Vorderansicht;
Fig. <B>11</B> ist ein Schnitt nach Linie P-R in Fig. <B>8;</B> Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführtings- form der Erfindung im Längsschnitt, Fig. <B>13</B> ini Querschnitt, Fig. 14 zeigt im Querschnitt eine Abän derung der Ausführungsform nach Fig. 12,<B>13.</B> Bei der Ausführungsform nach Fig. <B>1, 2</B> und<B>3</B> bezeichnet<B>1</B> den Luftkühler und 2 den als Dampfakkumulator dienenden Behälter, welcher eine Flüssigkeit, zweckmässig Wasser,
und gegebenenfalls auch ein festes wärineab- sorbierendes Material enthält. Dein Akku- inulator wird zweckmässig die Form eines, langgestreckten Zylinders gegeben. Die Flüs sigkeit in dem Akkurnulator 2 nimmt wäh rend den Vollastperioden durch Kondensation einen Teil des Dampfes auf, gibt aber wäh rend den Leerlaufperioden eine entsprechende Dampfmenge dem Luftkühler wieder ab.
Der Verlauf ist, kurz dargestellt, folgender: Es sei angenommen, dass durch den Kon densator Luft in ausreichender M, enge strömt, um die Wände des Luftkühlers<B>1</B> bis auf <B>70 '</B> abzukühlen, dass die Lokomotive die halbe Zeit mit voller Belastung und die andere Hälfte der Zeit ohne Belastung läuft, dass die Belastungsschwankungen jede Minute auf treten und dass der Akkumulator Wasser als Wärmeträger enthält. Es sei ferner ange nommen, dass <B>-</B> das Wasser im Akkumulator eine Anfangstemperatur von<B>650</B> besitzt.
Während der ersten Minute der Vollastperiode entweicht darin die eine Hälfte des Dampfes nach dein Kühler<B>1,</B> welcher auf Grund der kühlenden -\Virkung der Luft seine Tempe ratur von<B>70'</B> behält, während die andere Hälfte des Dampfes durch die in dem Akku- inulator 2 eingeschlossene Wassermenge kon densiert wird, wodurch die Temperatur dieser Wassermenge bis auf<B>70'</B> gesteigert wird. Wenn die Leerlauhsperioden beginnen, hört jede Dampfzufuhr von der Dampfmaschine nach dem Kondensator auf.
Infolge der küh- leirden Wirkung der Luft auf den Luftkühler wird die Temperatur so schnell erniedrigt, dass ein höheres Vakuum in demselben ent steht,<B>d.</B> h. ein Vakuum, welches der Sätti gungstemperatur eines niedrigeren Dampf druckes entspricht.
Auf Grund dieses auf tretenden niedrigeren Dampfdruckes gibt das Wasser des Wasserbehälters Dampf an den Luftkühler ab, während besagte Wassernienge ihre Temperatur erniedrigt, so daf,'# dieselbe bei der nächsten Vollastperiode infolge der erzeugten niedrigeren Temperatur wiederum bereit ist, unter Temperatursteigerung die eine Hälfte der bei der Vollastperiode eingeströni- ten Dampfinenge aufzunehmen.
Die in dem Was3erbehälter des Kondensators eingeschlos sene Wassermenge dient also als eine Art Vakuum-Akkumulator, indem sie die Bela stung des Luftkühlers ausgleicht, so dass dieser in einem derartigen Falle, wie. oben beschrie ben, nur halb so gross wie ohne Akkumulator zu sein braucht.
Uni die Absorption bezw. die Dampfab gabe des Akkumulators zu erleichtern, wird das Wasser durch Erzeugung eines Kreis laufes und durch die Bildung einer Reihe von Wasserstrahlen 4 in innige Berührung mit dein Wasserdampfe gebracht. Dieses wird durch die Anordnung einer Kreiselpumpe<B>3</B> und eines Diapliragnias <B>5</B> erzielt., welch letz teres mit einer Reihe Offnungen <B>6</B> versehen ist. Auf dieses Diaphragma wird das Wasser mittelst der Pumpe<B>3</B> gehoben, so dass das selbe ein Niveau mit irgend einer Druckhöhe über dem Diaphragma bildet.
Durch die Offnungen <B>6</B> des Diaphragmas :fliesst das W-,t",ser in einer Reihe Strahlen dem untern Wasserniveau zu und erleichtert hierbei eine schnelle und lebhafte Kondensation bezw. Dampfabgabe.
Die Wasserstrahlen werden zweckmässig zu langen, dünnen Wasserwänden gestaltet, dadurch, dass das Diaphragma Off- nungen in Form von langen Schlitzen erhält, welche in der Längsrichtung des Gefässes dem Dampf einen freien Weg beim Passieren ,wischen diesen Wasserwänden offen lassen, ,so dass er beim Durchströmen des Akkurnu- lators nicht zu grossen Widerstand erfährt.
Der Luftkühler<B>1,</B> welcher oberhalb des Wasserbehälters angebracht ist, ist bei<B>7</B> mit Dampfeinlassrohren <B>15,</B> bei<B>8</B> mit Wasserab- lassstutzen für das Kondensat und ferner mit Stutzen<B>9</B> versehen, welch letztere durch ein Sammelrohr 20 und ein Luftrohr<B>19</B> mit einer Luftpumpe verbunden sind. Die auf der Zeichnung gezeigten Pfeile deuten den Weg an, welchen der Dampf durch den Konden sator bezw. den Akkumulator während der Vollastperioden einschlägt. Hierbei tritt der Dampf teilweise direkt in den Luftkühler bei <B>10</B> ein.
Es kann angenommen werden, dass hier beispielsweise 1/4 der Darupfmenge ein- süömt. '/4 derselben setzt also teilweise oberhalb, teilweise unterhalb des Diaphragmas <B>5</B> ihren Weg fort, wobei infolge der Berüh rung mit dem Wasser die Hälfte der gesam ten Dampfmenge kondensiert wird, worauf schliesslich der noch zurückgebliebene, unge fähr 1/4 betrageride Teil bei<B>11</B> in die andere Hälfte des Luftkühlers<B>1</B> eintritt.
Durch diese Anordnung wird der Vorteil erreicht, dass, während Kondensation in dem Luftkühler stattfindet, dauernd Dampf durch den ganzen Akkumulator hindurchströmt, so dass dieser Dampf und gegebenenfalls die mitgerissene Luft bei<B>11</B> in den Luftkühler einströmen und schliesslich die Luft durch die Rohrstutzen<B>9</B> der hintern Hälfte des Luft kühlers mittelst der Luftpumpe wieder ent fernt wird. Der Dampf wird also derart durch den Luftkühler und den Akkumulator hindurch einer Zirkulation unterworfen, dass alle Luft, die dem Dampf gefolgt ist, auch bis an die Rohrstutzen<B>9</B> gelangt, wodurch die Erhaltung eines effektiven Vakuums und ein Minimum an Luftpumpenleistung erzielt wird.
Diejenige Luftmenge, die aus jeder der beiden Abteilungen des Luftkühlers ausge pumpt werden soll, lässt sich durch die Wahl der Grösse und Anzahl geeigneter Drossel- öffnungen 12 (Fig. <B>7)</B> derart bestimmen, dass wie im vorliegenden Falle 1/4 aus der einen Abteilung und 1/.i aus der andern Abteilung -des Luftkühlers entnommen werden, was den jenigen Luftmengen entspricht,. die auf Grund des Verlaufs der Dampfströmung in die eine und die andere Abteilung des Luftkühlers gelangen.
Der Luftkühler kann selbstverständlich in den mannigfaltigsten Formen ausgeführt wer den, von denen die Fig. 4,<B>5</B> und<B>6</B> ein Aus führungsbeispiel zeigen. Nach diesem ist der Luftkühler aus einer Anzahl Blechlamellen <B>13</B> zusammengesetzt, die unter 45<B>"</B>gegen die Längsrichtung gewellt sind und deren Wellen senkrecht zueinander stehen. Durch die sich kreuzenden Wellen<B>je</B> zweier Lamellen ent stehen Dampfkanäle <B>18,</B> welche in den Kreu zungen gegeneinander geöffnet sind.
Werden mehrere derartige Lamellenpaare nebenein ander zusammengestellt, so entstehen zwischen diesen Lamellenpaaren 'gleiche, einander kreu zende Kanäle 14., welche in den Kreuzungs punkten gegeneinander geöffiiet sind. Durch diese Kanäle wird die Kühlluft zwischen die Lamellen gepresst, wobei eine besonders wirk same Kühlwirkung entsteht. Luftkübler dieser Art sind zum grössten Teile durch die schwe dischen Patente Nr. <B>7848</B> und 16U4 bekannt geworden.
Die Kühllamellen sind mittelst der gebo genen Rohre<B>15</B> mit dem Dampfraume des Akkumulators 2 verbunden. Diese Rohre<B>15</B> sind zweckmässig an den Kühllamellen ange lötet und mittelst Verschraubungen bekannter Konstruktion in eine gemeinsame Rohrplatte 22 eingesetzt oder auf andere bekannte Weise mit dem Dampfraume des Akkumulators ver bunden. Die Rohrplatte 22 wird zweckmässig derart konstruiert, dass sie andauernd von Wasser bespült werden kann, um einen luftdichten Abschluss zwischen der Rohrplatte und den Rohren<B>15</B> zu erzielen.
Am entgegen gesetzten Ende der Kühllamellen befinden sich die Luftstutzen<B>9</B> und an einer belie bigen Stelle der untern Seite des Luftkühlers wird das Kondensat durch die Rohre<B>8</B> direkt in den Akkumulator abgeleitet. Mittelst eines quer über sämtliche Lamellen verlaufenden Sammelrohres 20 sind die Luftstutzen<B>9</B> der gesamten Kühllamellen in zwei Gruppen mit einem gemeinsamen Luftrohr<B>19</B> verbunden.
<B>Um</B> eine ausreichend kräftige Luftströmung im Kondensator zu erhalten, wird die Luft an beiden Seiten desselben durch jalousieartige Leitschienen<B>16</B> eingeführt, welche, in der Bewegungsrichtung der Lokomotive betrachtet, schräg auswärts nach vorne gerichtet sind, züi dem Zwecke, die relative Geschwindigkeit zwischen der Lokomotive und der umgeben den Luft zum wirksamen Einfangen vort Luft in den Kondensator auszunutzen.
Da aber die Lokomotive beim Fahren eine schwan kende Geschwindigkeit im Verhältnisse zu der umgebenden Luft hat, sind, ausser den oben genannten Einfangjalousien <B>16,</B> vertikale Pro pellerventilatoren<B>17</B> angeordnet, die auf ge eignete Weise von dem Dampfmotor<B>23</B> oder den Räderachsen des Untergestells ange trieben werden und welche die Luft durch den Luftkühler pressen, wobei die Luft schräg nach oben von demselben abzieht. Zweck mässig werden diese Ventilatoren derart mit ihren Treiborganen verbunden, dass die Ge schwindigkeit der Ventilatoren im Verhältnis zu derjenigen der Lokomotive nach Bedarf variiert werden kann.
Wenn bei hohem Vakuum der Verbin dungskanal zwischen dem Dampfmotor<B>23</B> und dem Kondensator erhebliche Abmessun gen benötigt, wird. der Dampfmotor<B>23</B> zweck mässig direkt auf dem Akkumulator oder dem jenigen Wagen angebracht, auf welchem dieser ruht, und in solchen Fällen wird die Leistung des Dampfmotors zweckmässig auf wenigstens einen Teil der Räderachsen übertragen, welche den Vakuumakkumulator tragen. Fig. <B>1</B> zeigt schematisch diese Anordnung, wobei als Dawpfmotor eine Rotationsmaschine gedacht ist, die mittelst Kurbel die Kraft auf die Räderachsen überträgt.
Bei der in Fig. <B>8-11</B> gezeigten Ausfüh rungsform liegt dicht über dem Akkumulator 2 ein Luftkanat 24, der sich an der Stelle <B>25,</B> wo der Ventilator<B>17</B> angeordnet ist, er weitert.<B>In</B> diesem Falle strömt der Dampf von dem Akkumulator 2 aus seitlich des Luft kanals 24 durch den Raum<B>26</B> aufwärts in den Luftkühler<B>1.</B>
Die Lamellen in dem Luftkühler verlaufen in diesem Falle in der Querrichtung der Lokomotive. Bei den Ausführungsformen nach Fig. 12,<B>13</B> und 14 liegen zwei Luftkühler- teile beiderseits der vertikalen Längsebene des Kondensators, welche Kühlerteile schräg gegen diese Ebene angeordnet sind. Die Kühlluft wird wie in Fig. <B>1</B> aufgenommen und strömt durch den Kühler in Richtung der Pfeile. Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 14 ist der Akkurnulator 2 von dreiecki gem Querschnitte.
In den meisten Fällen ist es zweckmässig, den Kühler und den Akkumulator in Über einstimmung mit den auf der Zeichnung ge zeigten Ausführungsformen auf ein und, dem selben Wagen anzuordnen, auf welcheui ge gebenenfalls auch der Dampfmotor Platz finden kann. Dieser Wagen entspricht, wenn der Dampfmotor nicht auf ihm angebracht ist, mit den gegenwärtigen Anordnungen ver glichen, eher dem Tender als der Lokomotive. Der Kessel, der gegebenenfalls mit Überhitzer und Luftvorwäriner versehen ist, wird dann auf einem andern Wagen angeordnet, der mehr der Lokomotive entspricht, wenn der Dampfmotor auf diesem Wagen angeordnet wird.
Wie Kessel, Überhitzer, Dampfmotor, Kühler und Akkumulator auch in bezug auf einander angeordnet sein mögen, so wird man doch meistens bestrebt sein müssen, Kessel und Kondensator hintereinander anzuordnen, weil dadurch hinsichtlich der Ausnutzung des Raumes, der Herabsetzung der Dampkühlver- luste und gesteigerter Luftzufuhr zum Kühler usw. eine Reihe von Vorteilen erzielt werden.