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Anordnung an Lokomotivkondensatoren, bei denen die von einem oder
mehreren Ventilatoren getriebene Kühlluft zwischen in drei oder mehreren Ebenen
angeordneten Kühlelementenreihen hindurchströmt Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf Lokomotivkondensatoren, bei denen die von einem oder mehreren Ventilatoren
getriebene Kühlluft zwischen in drei oder mehreren Ebenen angeordneten Kühlelementenreihen
hindurchströmt, in welchen Dampf oder Wasser abgekühlt wird und bei denen dreierlei
Lufteinlässe, und zwar wenigstens je einer für jede Kühlelementenreihe, vorhanden
sind,. und betrifft Anordnungen, wodurch die Kühlleistung des Kondensators pro Längeneinheit
desselben im Vergleich mit früheren Bauarten wesentlich erhöht wird.
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Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, daß wenigstens zwei der
Kühlelemente zueinander derart im Winkel stehen, daß die Kühlluft nach dein Durchströmen
je einer Reihe von Kühlelementen an den von den übrigen Kühlelementen gebildeten
Reihen seitlich vorbeistreicht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt,
und zwar zeigen: .ebb. i eine Seitenansicht eines Lokomotivkondensators, Abb. 2
einen Querschnitt nach der Linie .l-_-1 der Abb. i, Abb. 3 eine Abänderung der-
in Abb. 2 gezeigten Anordnung, Abb. d. eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform,
Abb.5 einen Schnitt derselben nach der Linie Abb.6 B-B eine der Abb. weitere 4'
Abänderung der Anordnung gemäß Abb. 2 im Querschnitt, Abb.7 eine Seitenansicht einer
weiteren Aus führung sform, Abb.8 einen Schnitt derselben nach der Linie D-D in
Abb. 7, Abb.9 eine weitere Ausführungsform in Seitenansicht, Abb. io, i i und 12
j e eine Abänderung eines Kondensators gemäß Abb. 9 in Seitenansicht, Abb. 13 einen
waagerechten Schnitt nach der Linie E-E der Abb. 12.
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Das Untergestell i (Abh. i ) trägt die Hauptmaschine der, Lokomotive,
-in diesem Falle eine Dampfturbine 2 nebst dem zugehörigen Zahnradgetriebe
3, und einen Kondensator mit einem luftgekühlten Teil 4.. Auf demselben Wagen ist
auch ein Behälter 5 für Wasser angeordnet, in dem ein Behälter für Brennöl untergebracht
sein kann, welches in
diesem Falle durch das warme Wasser erwärmt
wird, welches in dem den BrennstoffbehälterumgebendenBehälter5 aufgespeichert wird.
Der ganze Wagen ruht auf mehreren Räderpaaren, von welchen die Räder 6 in bekannter
Weise mittels Kuppelstangen von dem Zahnradgetriebe 3 getrieben werden und somit
die Treibräder der Lokomotive bilden.
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Der Dampf von der Hauptturbine 2 wird durch eine in der Abbildung
nicht ersichtliche Verteilungskammer nach in der Längsrichtung des Kondensators
sich erstreckenden Dampfverteilungsrohren 7, 8 und ;9 (Abb. 2) geleitet. Die kleineren
Dampfverteilungsrohre können an geeigneten Stellen mit,dem größeren Dampfverteilungsrohr
7 verbunden sein, um eine gleichförmige Dampfverteilung sicherzustellen. Von den
Rohren 8 und 9 strömt der Dampf in bekannter Weise durch senkrecht gestellte und
in der Längsrichtung des Kondensatorwagens in Reihen verlegte Kühlelemente io bzw.
i i (von welchen die Elemente io in Abb, i von der Kante gesehen werden) und von
diesen nach längsverlaufenden Sammelrohren i2 bzw. 13. An diese Sammelrohre 12 und
13 sind ferner zwei Reihen von Kühlelementen 14 bzw. 15 angeschlossen, welche näher
der Mitte des Kondensators gelegen und oben mit dem Dampfverteilungsrohr 7 vereinigt
sind. Der Dampf wird somit nach vier Reihen von Kühlelementen io, 11, 14 und 15
verteilt, welche in vier verschiedenen Ebenen gelegen sind. Die Ebenen, in denen
die Kühlelementenreihen 14 und 15 liegen, bilden einen Winkel sowohl miteinander
als mit den zueinander parallelen Ebenen, in denen die Reihen io und ii gelegen
sind.
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Mittels oben angeordneter waagerechter Ventilatoren 16 wird Luft durch
den Kondensator in den durch die Pfeile 17, 18, i9 und 20 angegebenen Richtungen
gesaugt. Der Kondensator weist somit in diesem Falle vier Einlässe für Luft auf,
welche zunächst durch die verschiedenen Kühlelementenreihen und dann durch die Ventilatoren
strömt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb. 3, die einen Kondensator zeigt,
dessen luftgekühlte Elemente mit einem unter Vakuum stehenden Dampfspeicher zusammen
arbeiten, ist das Dampfverteilungsrohr 7 gemäß Abb. i als ein Flüssigkeitsbehälter
27 ausgebildet. Dieser ist in bekannter Weise mit in der Abbildung nicht gezeigten
Einrichtungen versehen, mit deren Hilfe die Dampfwärme bei höherer Belastung der
Maschinenanlage der Lokomotive in dem im Behälter vorhandenen Wasser aufgespeichert
werden kann, um den Kühlelementen wieder in der Form von Dampf während derjenigen
Zeiträume zugeführt zu werden, in denen kein Dampf oder nur eine geringe Menge desselben
von der Maschinenanlage der Lokomotive her den 1 Kondensatoraggregat zuströmt. Von
diesem Dampfverteilungsrohr bzw. diesem Flüssigkeitsbehältev strömt der Dampf durch
mehrere Rohre 25 bzw. 26 nach kleineren Dampfverteilungsrohren 23 und 24, um auf
die Kühlelemente io bzw. i i verteilt zu werden. Abgekühlter Dampf und Kondensat
wird in den Sammelrohren 12 bzw. 13 aufgesammelt, welche zugleich Sammelrohre für
die Kühlelemente 14 bzw. 15 bilden. Diese letzteren Kühlelemente sind mit ihren
oberen Einlaßenden unmittelbar mit dem Behälter 27 an Stellen verbunden, die durch
Schirme 28 und 29 von der Wassermasse des Behälters abgegrenzt sind.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb.4 und 5 wird der in den Kondensator
einströmende Dampf durch eine Darnpfverteilungskammer 3o an drei Dampfverteilungsrohre
3 r, 23 und 24 verteilt. In derselben Weise wie in den Ausführungsbeispielen gemäß
den Abb. i bis 3 sind die Kühlelementenrex:ben i o, 11, 14 und 15 zwischen den Dampfverteilungsrohren
34 23 und 24 und den Sammelrohren 12 und i3 angeordnet. Die Ventilatoren 34. und
35 sind zweckmäßig in zwei Reihen auf zwei Wellen 36 und 37 in solcher Weise angeordnet,
daß sie in verschiedenen, untereinander parallelen und senkrechten Ebenen arbeiten.
Die Ventilatorwellen 36 und 37 werden durch Vermittlung eines besonderen Hilfsmotors
40 getrieben, dessen Auslaß mit der Dampfverteilungskammer 30 in Verbindung
steht. -Auch bei dieser Ausführungsform hat der Kondensator vier Einlässe, so daß
die Luft in den durch die Pfeile 17, 18, i9 und 2o angegebenen Richtungen einströmt
und die Kühlelemente durchströmt. Der Luftweg wird, nachdem die Luft die Ventilatoren
durchströmt hat, teils durch Wände 47 und 48 und teils durch hinter den Ventilatoren
angeordnete Leitschaufeln geregelt, so daß ein möglichst guter Wirkungsgrad der
Ventilatoranlage erreicht wird. Durch die Ventilatoren wird die Luft in den Richtungen
der Pfeile 45 und 46 aufwärts oder schräg aufwärts und rückwärts hinausgetrieben.
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Die auf der Ventilatorwelle 36 angeordneten Ventilatoren sind durch
eine Wand 49 von den auf der Ventilatorw e11e 37 angeordneten Ventilatoren getrennt,
damit durch Antrieb nur der einen Ventilatorvcrelle .die eine Hälfte des Kondensators
allein verwendet werden kann. Bei dieser Ausführung des Kondensators hat zweckmäßig
jede Ventilatorwelle 36 bzw. 37 ihr besonderes Antriebsaggregat.
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Die Anordnung nach Abb.6 ist der nach
Abb. -2 ähnlich
und weist Reitren i o, i i, 14, 15 von Kühlelementen auf, die in Ebenen liegen,
welche sämtlich zueinander im Winkel stellen.
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Die seitlich des Kondensators vorgesehenen Kühllufteinlässe sind ein
wenig nach abwärts gerichtet, um zu verhindern, daß der von dein Dampfkessel der
Lokomotive kommende Rauch von den Ventilatoren durch den Kondensator gesaugt wird.
Bei allen Ausführungsformen nämlich weist der Kondensator auf jeder Seite einen
Lufteinlaß auf, während ein anderer im abwärts gerichteten Teil des Kondensators
liegt.
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In Abb.7 und 8 ist ein Kondensator anderer Art dargestellt, welcher
jedoch zweckmäßig ebenfalls mit dem bereits beschriebenen Untergestell i, den Treibrädern
6, dein Zahnradgetriebe 3 ulld dem Dampfmotor 2 zusainmengebaut wird. Bei dieser
Ausführungsform sind die Reihen, in denen die Kühlelemente i o, i i, 14 und 15 verlegt
sind, in Ebenen angeordnet, die sich in der Querrichtung des Kondensators erstrecken.
Der Dampf von der Maschinenanlage des Kondensators, insbesondere von der Dampfturbine
2. wird durch eine Dampfverteilungskammer 30 an die Dampfverteilungsrohre
23 und 2q.-verteilt, von welchen er in zwei Dampfverteilungsrohre .12 und
43 gelangt. Die: Einlaßenden der Elemente io und i i sind mit dem Dampfverteilungsrohr
4.2 verbunden, während die Elemente 1.4 und 15 mit dem Dampfverteilungsrohr d.3
verbunden sind. Die Kühlelemente io sind unten an ein Sammelrohr 44 angeschlossen,
während die Elemente i i und -d. einem Sammelrohr :I5 und die Elemente 15 einem
Sammelrohr.I6 angeschlossen sind, welches gleich den übrigen Sammelrohren .L4 und
4.5 mit einem Sammelbehälter 39 in Verbindung stellt, von welchem -das Kondensat
in bekannter Weise nach dem Dampfkessel der Lokomotive zurückgeführt wird.
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Die die Kühlluft durch den Kondensator treibenden Ventilatoren 34
und 35 arbeiten-nl senkrechten Ebenen, die mit den Seiten des Kondensators zusammenfallen.
Die Ventilatoren 34 sind auf-einer gemeinsamen Welle 36 und die Ventilatoren 35
auf einer gemeinsamen Welle 37 angeordnet. Jede Welle 36 bzw. 27 kann von einer
besonderen Antriebseinrichtung 5i getrieben- werden, es können aber auch beide Wellen
von einer gemeinsamen Antriebseinrichtung getrieben werden, indem zweckmäßig eine
in der Längsrichtung des Kondensators sich erstreckende Welle in der Nähe der 'litte
der Wellen 36 und 37 an den letzteren vorbeiläuft, -wobei Kegelgetriebe die Bewegring
übertragen.
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Die Ventilatoren saugen die Kühlluft von den Seiten des Kondensators
in@den Richtun-"cn cler Pfeile 52 und 53 ein und bewegen sie durch die Kühlelemente
schräg aufwärts in den Richtungen der Pfeile 17, 18, ig und 2o.
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Die Reihen, in .denen die Kühlelemente angebracht sind, können sieh
entweder von der einen Seite des Kondensators nach der anderen oder, wie in der
Zeichnung dargestellt, nur zwischen den Begrenzungslinien 58 und 59 erstrecken.
Im erstgenannten Falle ist es notwendig, daß die Elemente, «-elche näher den Seiten
des Kondensators gelegen sind, wo das Ladeprofil niedriger ist, eine geringere Länge
haben als die näher der ,Mitte des Kondensators gelegenen Elemente, da dort das
Ladeprofil höher ist. Bei der dargestellten Ausführungsform hingegen kann sämtlichen
Elementen dieselbe Länge gegeben werden, und auch der Durchmesser der Ventilatoren
kann größer sein, so daß letztere sich über den Rahm hinaus erstrecken, welcher
durch die die Reihen enthaltenden Ebenen begrenzt wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. g sind wie nach Abb. 7 und 8 die
Elemente io, i i, 14 und 15 in Ebenen angeordnet, die sich in der Querrichtung des
Kondensators erstrecken. In diesem Falle sind die Kühlelemente mit drei Dampfverteilungsrohren
42, .I3 und 6o sowie mit zwei Sammelrohren 44 und 55 verbunden. Das Kondensat wird
von den Sammelrohren 4:I und 45 in derselben `'eise wie nach Abb. 7 und B. abgeleitet.
In diesem Falle ist jedoch nur das Dampfverteilungsrohr .43 zwei Reihen von Kühlelementen
gemeinsam, wie auch jedes der Sammelrohre 44 und .I5 zwei Reihen von Kühlelementen
gemeinsam ist. Im oberen Teil des Kondensators sind zwei Ventilatoren 16 vorgesehen,
welche die Kühlluft durch die luftgekühlten Teile des Kondensators in den Richtungen
der Pfeile 17 bis 2o saugen. Diese Ventilatoren werden in bekannter Weise entweder
von je einem Motor 51 oder aber von einem gemeinsamen Motor angetrieben.
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Bei den Ausführungsformen gemäß Abb.;, 8 und 9 sind .die Ebenen, in
denen die Kühlelementenreihen angeordnet sind, paarweise parallel. Die Ausführungsform
nach Abb. io stellt eine Abänderung der Anordnung nach Abb. g,dar,bei der lreinederEbenen,
in denen,die Kühlelementenreihen gelegen sind, mit .einer anderen parallel ist.
Dadurch haben die Ebenen in denen die Elemente io und 15 gelegen sind, eine solche
Ausdehnung, daß größere Lufteinlässe erhalten werden, wodurch eine gesteigerte Kühlleistung
ermöglicht wird.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen stehen die Kühlelemente
des Kondensators in -vier Reihen. In Abb. i i sind die Kühlelemente in drei Reihen
auf solche Weise angeordnet, claß die- Kühlelemente 11 und rd.
in
Reihen- liegen, deren Ebenen senkrecht stehen, während die Ebene der Kühlelementenreihe
io mit den übrigen Ebenen im Winkel steht. Von Dampfrohren, die sich in der Längsrichtung
des Kondensators erstrecken, gelangt der Dampf in Dampfverteilungsrohre d.2, 43
und 6o, welche in der Querrichtung des Kondensators verlaufen. Die verschiedenen
Elemente erstrecken sich zwischen diesen drei Dampfverteilungsrohren nach zwei Sammelrohren
44 und :a.5, von welchen das Sa7mmelrohr 44 den Elementen io und i i gemeinsam ist.
Das Kondensat wird in bekannter Weise nach dein Dampfkessel zurückgeführt. Auch
in diesem Falle befinden sich die Ventilatoren 16 und 16a, mit deren Hilfe Kühlluft
zwischen den Kühlelementen hindurchgesaugt wird, im oberen Teil des Kondensators
und werden in bekannter Weise angetrieben. Der Ventilator 16, welcher größer ist
als der Ventilator 16a, saugt Luft zwischen den Kühlelementen io und ii in der Richtung
der Pfeile 17 bzw. 18, der kleinere Ventilator 16a nur zwischen den Kühlelementen
14. in der Richtung des Pfeiles ig hindurch. Der Raum zwischen den Kühelementen
i i und 14. ist durch eine Scheidewand 61 abgeteilt, um,die Kühlluft in der beabsichtigten
Weise sowohl nach den Kühlelementen als nach den Ventilatoren zu lenken.
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In Abb. 12 und 13 ist eine Ausführungsform eines Kondensators dargestellt,
bei dem sämtliche Kühlelemente in senkrechte Ebenen verlegt sind. Die Kühlelemente
io, 11, 14 und 15 sind in Reihen angeordnet, die in senkrechten Ebenen in der Querrichtung
des Kondensators gelegen sind, wobei die Kühlelemente oben mit Dampfverteilungsroh.ren
.4a, 43a, 4.3b und 6o und unten mit den Saminelrohren 4d@, 44b, .45a und :15b verbunden
sind.
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Die Elemente 62 und 63 sind in zwei Reihen angeordnet, die in zwei
in der Längsrichtung des Kondensators und längs seinen Seiten sich erstreckenden
senkrechten Ebenen gelegen sind. Die Elemente 62 und 63 sind auch oben bzw. unten
mit Dampfverteilungsrohren und Sammelrohren verbunden, «-elche gleich den Einlaß-
und Auslaßrohren der übrigen Kühlelemente in der bereits beschriebenen Weise mit
dem Dampfeinlaß und dem Kondensatauslaß des Kondensators in Verbindung stehen. Die
Elemente i 1, 14., 62 und 63, welche im mittleren Teil des Kondensators angeordnet
sind, haben eine geringere Höhe als die Elemente io und 15, die näher an den Enden
des Kondensators angeordnet sind. Hierdurch wird eine gleichförmige Verteilung .der
Kühlluft sichergestellt, welche mittels der Ventilatoren 16 durch die ver-@chiedenen
Elementenreihen in den Pfeilrichtungen hindurchgesaugt wird. Die Räume zwischen
den Reihen, in denen .die Elemente io und i i bzw. 14 und 15 angeordnet sind, sind
mittels einer Scheidewand 64 bzw. 65 in zwei Ka;nmern geteilt, wodurch Vermischung
der warmen und der kalten Luftströme verhindert wird. Gemäß der hier beschriebenen
Ausführungsform kann eine große Anzahl. Elemente innerhalb des zugänglichen Raumes
untergebracht werden, wobei gleichzeitig verhältnismäßig große Luftkanäle erhalten
werden.
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Die Ausführungsform gemäß Abb. 13 kann auch noch in solcher Weise
abgeändert werden, daß die Elementenreihen 62 und 63 bis zu den Elementenreihenio
und 15 reichen, wobei die Elementenreihen i i und 14 wegfallen oder diagonal liegen
können. Im ersten Falle kann in dem rechteckigen Raum zwischen den Elementen ein
Speicherbehälter vorgesehen sein.
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In sämtlichen Ausführungsformen wird die Kühlluft, die zwischen den
Kühlelementen einer Reihe hindurchgeströmt ist, derart abgeleitet, daß sie seitlich
an denjenigen Reihen vorbeigeht, in denen andere Kühlelemente angeordnet sind. Jedes
Kühlelement wird somit stets kalte Luft erhalten.
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Ein Kondensator nach der Erfindung ist in bezug auf eine senkrechte
Ebene in der Längsrichtung des Kondensators symmetrisch. Dieses geht insbesondere
aus den zuerst beschriebenen Ausführungsformen hervor, bei denen sowohl die Ventilatoren
als auch die Elemente beiderseits seiner Ebene C-C gleichartig angeordnet sind.
Die Kühlelemente sind mit Rücksicht auf die Strömung der Luft und des Dampfes parallel
geschaltet. Es kann jedoch in bestimmten Fällen zweckmäßig sein, daß bestimmte Elemente
in einer Reihe in bezug auf bestimmte Elemente in einer anderen Reihe derart geschaltet
sind, daß Dampf oder Wasser zwei oder mehrere Elemente in derselben oder in verschiedenen
Reihen nacheinander durchströmt. Eine derartige Anordnung ist besonders in der Nähe
des L uftinjektors des Kondensators zweckdienlich, um sicherzustellen, daß die ganze
Dämpfmenge verflüssigt und kein Dampf nach deni Luftinjektor mitgerissen wird.
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Den geschilderten Ausführungsformen liegt die Annahme zugrunde; daß
die Kühlelemente in den verschiedenen Reihen von Dampf durchströmt werden. Die gleiche
Anordnung der Kühlelemente ist auch bei den Kondensatoren zweckmäßig, bei denen
die Kühlelemente von Wasser durchströmt werden. In diesem Falle kann der in Abb.3
gezeigte Flüssigkeitsbehälter 27 als Mischkondensator für den Dampf und das in den
Elementen abgekühlte Wasser ausgebildet werden, oder aber der
luftgekühlte
Teil kann mit einem anderen Kondensator beliebiger Art verbunden werden, welcher
an geeigneter Stelle entweder auf dem Kesselwagen oder dem Kondensatorwagen angeordnet
ist und von welchem warmes Wasser nach den Elementen geleitet wird, das er dann
in abgekühltem Zustand zwecks Verflüssigung bes Dampfes wieder empfängt.
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Mit Anordnungen gemäß der Erfindung wird eine erhöhte Kühlleistung
des luftgekühlten Teiles pro Längeneinheit der Ausdehnung des Kondensators erreicht.
Dieser luftgekühlte Teil kann deshalb genügend ausgebaut «-erden, um allen Dampf
auch bei ldüchstbelastung der Maschinen der Lokotnotive zu verflüssigen. Der Wasserbehälter
der Lokomotive kann,deshalb auf dieser selbst untergebracht werden, wo mehr Raum
für ihn vorhanden ist. wobei sich auch vorteilhaftere Räderdriicke ergeben.