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Verfahren zum Betrieb einer mit einem Querstromregenkühler ausgestatteten
Kondensationsanlage von Dampffahrzeugen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Betrieb einer mit einem Querstromregenkühler ausgestatteten Kond ensationsanlage
von Dampffahrzeugen, auf welchen ein kleiner Sammelbehälter für das im Dauerbetrieb
durch den Luftstrom fallende Wasser und ein großer Vorratswasserbehälter angeordnet
sind. Danach wird zuzeiten großer Beanspruchung des Kondensators und - zuzeiten
schwacher Rückkühlwirkung der Luft der Kondensator mit Wasser gekühlt, das wenigstens
zum größten Teil aus dem Vorratsbehälter entnommen wird. Hierbei kann der kleine
und der . große Behälter gegenüber dem im Rückkühler niederfallenden Wasser wahlweise
wenigstens zum Teil abgeschlossen werden. Das im großen Behälter befindliche Vorratswasser
kann in der Zeit, da es nicht am Kondensationsvorgang beteiligt ist, besonders rückgekühlt
werden. Ferner kann im besonderen Fall der Talfahrt Wasser aus dem kleinen und dem
großen Behälter durch den Rückkühler geleitet werden, um es tief zu kühlen und so
für eine spätere große Kühlung vorzubereiten. Hierbei können die für den Betrieb
des Rückkühlers erforderlichen Hilfsmaschinen (Elektromotor oder kleine Dampfkraftmaschine)
in Tätigkeit gehalten werden, auch wenn die Hauptdampfkraftmaschine nicht arbeitet,
das Fahrzeug sich vielmehr durch die Gefällwirkung allein auf hinreichend großer
Geschwindigkeit halten kann.
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Die Vorteile vorliegenden Verfahrens mögen an Hand der Zeichnung erklärt
werden, welche ein Ausführungsbeispiel für eine zur Ausübung des Verfahrens dienende
Einrichtung in schematischer Weise darstellt.
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Die Abb. x der Zeichnung zeigt einen durch eine solche Vorrichtung
senkrecht zur Fahrrichtung gelegt gedachten Querschnitt. Die Abb. Z und 3 zeigen
Teile dieser Vorrichtung in besonderen Betriebsstellungen.
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In Abb. i bedeutet = den Querschnitt durch die Wandung eines an sich
bekannten Querstromregenkühlers, in welchem das zur Kondensation des in der Dampfkraftmaschine
des Fahrzeuges verbrauchten Dampfes verwendete Wasser mittels des durch die Fahrgeschwindigkeit
erzeugten Luftstromes rückgekühlt werden soll. Diese Wandung i schließt, im Querschnitt
gesehen, die in erster Linie für den Dauerbetrieb bestimmte Kühlzone A-B-C-D ein.
In ihrem oberen Teil sind längsgerichtete Rohre 2 angeordnet, in welche hinein das
im Kondensator erwärmte Wasser mittels einer Kühlwasserpumpe gedrückt wird, und
aus welchen es durch viele kleine Öffnungen regenartig niederströmen kann. Bei diesem
Durchströmen kommt das Wasser mit dem Luftstrom in Berührung und gibt hierbei seine'
im Kondensator dem Dampf entzogene Wärme an die Luft ab. Es möge nunmehr vorerst
ein Dauerbetrieb beschrieben werden. Das niederfallende Wasser sammelt sich auf
denn Boden A-D, fällt durch eine Öffnung 3 in einen kleinen Sammelbehälter q. und
gelangt von hier durch das Rohr g, den Dreiweghahn 6, welcher zur Zeit die in Abb.
= ersichtliche
Stellung hat, hindurch nach dem Rohr 7. Dieses führt
zum Saugraum der in, der Zeichnung nicht ersichtlichen Kühlwasserpumpe. Diese Pumpe
drückt das Wasser durch den Kondensator hindurch nach den Verteilungsrohren z des
Rückkühlers (Abb. i), wo es seinen Kreislauf von neuem Sammelbehälter Das Kühlwasser,
welches im Sammelbehälter q.
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z. B. die Temperatur t" besitzt, erwärmt sich im Kondensator auf die
Temperatur tb und wird im Rückkühler während des Normalbetriebes wiederum auf -
die Temperatur t" zurückgekühlt.
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Wenn nun das Fahrzeug an eine Haltestelle kommt und nach einem gewissen
Aufenthalt, der wenige Minuten betragen möge, wieder in Bewegung gesetzt wird, so
stellen sich für den ganzen Betrieb der Lokomotive zwei große Nachteile ein Fürs
erste erfordern die Überwindung der Reibung der Ruhe und die Beschleunigung des
ganzen Zuges ein großes Drehmoment an den Triebachsen der Lokomotive und damit einen-
großen Dampfverbrauch der Kraftmaschine (Kolbenmaschine oder Dampfturbine) ; sodann
erwirkt die anfängliche, geringe Geschwindigkeit des Fahrzeuges einen schwachen
Luftstrom und damit eine geringe Kühlwirkung im Rückkühler. Das in vorgenanntem
Kreislauf geführte Rückkühlwasser erwärmt sich daher ohne Anwendung weiterer Vörrichtungen
in kurzer Zeit sehr stark und ! weit über die sonst übliche Temperatur tb hinaus,
weil die im Kreislauf befindliche Wassermenge von einem bestimmten Gewicht im Kondensator
eine große Wärmemenge aufzunehmen hat und im Rückkühler nur eine geringe Wärmemenge
an die wenige durchstreichende Luft abgeben kann. Dies hat zur Folge, daß das Vakuum
und damit das im Dampf verfügbare Wärmegefälle rasch und stark abnehmen, und zwar
gerade zu einer Zeit, da die Kraftmaschine die größte Leistung vom Dampf verlangt.
Diesem großen Nachteil kann durch Anwendung vorliegenden Verfahrens abgeholfen werden
Durch Umstellen des Hahnes 6 in die in Abb. 2 ersichtliche Stellung saugt die Kühlwasserpumpe
Wasser nicht mehr aus dem kleinen Behälter q., sondern aus dem großen Behälter $;
in welchem sich eine große Wassermenge befindet. Dieses Wasser war bisher nur dafür
bestimmt, durch das Schwimmerventil g und =o (Abb. i) hindurch Ersatz zu liefern
in den kleinen Behälter q., weil beim j Dauerbetriebkreislauf stets etwas Wasser
durch Verdunsten, durch Mitreißen von der Luft und etwaige Undichtigkeiten verlorengeht.
Sobald nun vier Hahn 6 aus_ der in Abb. i ersichtlichen in die in Abb. 2 dargestellte
Lage umgestellt wird, gelangt aus dem großen Behälter.8 ganz kühles Wasser nach
dem Kondensator und erwirkt dort die Aufrechterhaltung eines guten Vakuums. Das
vom Kondensator nach den Rohren 2 (Abb. i) zurückgeförderte und durch den Luftstrom
hindurchgefallene Wasser kann nunmehr in den großen Behälter 8 zurückgefördert werden,
nachdem ein auf dem Boden A -D der Kühlzone angeordneter Schieber =i aus
der in Abb. i ersichtlichen in die in Abb. 2 ersichtliche Lage, d. h. nach links
verschoben worden ist. Hat der Zug eine so große Geschwindigkeit erlangt, daß die
Rückkühlwirkung im Rückkühler groß genug ist, so kann die Wasserführung wieder auf
die zuerst beschriebene und aus Abb. i ersichtliche Schaltung zurückgestellt werden.
Weil inzwischen das im Vorratsbehälter 8 befindliche Wasser sich beispielsweise
auf die Temperatur t, erwärmt hat, so kann diese Temperatur auf die Anfangstemperatur
td zurückgeführt werden, indem man während des Dauerbetriebes des Fahrzeuges durch
eine in der Zeichnung nicht dargestellte Pumpeinrichtung Wasser aus dein Behälter
8 in. die Rohre i2 fördert, von wo es in einem seitlichen Kanal 13 des Rückkühlers
durch die Luft hindurch in den Behälter 8 zurückfällt. Dieser besondere Kreislauf
kann natürlich auch dann aufrechterhalten werden, wenn während der Anfahrperiade
der Kondensator aus dem großen Behälter 8 mit Kühlwasser versorgt wird.
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Wenn, wie in Abb. 3 dargestellt, der Schieber =i in eine Mittelstellung
gebracht ist, so daß das in der Kühlzone niedergefallene Wasser sowohl nach dem
kleinen Sammelbehälter q. als auch nach dem großen Sammelbehälter S abströmen kann,
und wenn der Hahn 6 ebenfalls in eine in Abb. 3 dargestellte mittlere Stellung gebracht
ist, so ist es möglich, die Kühlwasserpumpe gleichzeitig aus dem kleinen Behälter
.¢ und aus dem grollen Behälter 8 absaugen zu lassen und auf diese Weise den Kondensator
mit Mischwasser zu versargen. Diese Schaltung kann angewendet werden, wenn beispielsweise
bei Bergfahrt der Kondensator hoch beansprucht wird und wegen verminderter Luftgeschwindigkeit
die Rück kühlwirkung eine geringere ist.
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Bei Talfahrt, wo die HauptdaInpfkraftmaschine nur eine kleine oder
gar keine Leistung abgeben in uß und wo also im Kondensator nur wenig oder gar kein
von dieser Maschine kommender Dampf niederzuschlagen ist, empfiehlt es sich, den
Kühler doch im Betrieb zu lassen, Ja sogar die durch den Luftstrom erreichbare Kühlwirkung
auf die ganze vorhandene Wassermenge im kleinen und großen Behälter, im Kondensator
und in der Rohrleitung auszudehnen. Zu diesem Behuf wird der Schieber =i in die
in Abb. 2
oder 3 ersichtliche Stellung gebracht und alles Wasser
im Kreislauf durch den Luftstrom gefördert.