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Kondensatwasserkasten für Fahrzeuge, insbesondere Schienend'ampftriebwagen
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kondensatwasserkasten mit freier Wasseroberfläche
und mehreren übereinanderliegen.den Böden für durch Dampfkraft angetriebene Fahrzeuge,
insbesondere Schienendampftriebwagen mit geschlossenem Arbeitsmittelumlauf.
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Ein bekannter Mangel der mit Kreislauf des Arbeitsmittels betriebenen
Dampfkraftanlagen besteht darin, daß das Arbeitsmittel beim Durchgang durch die
Maschinen mit Verunreinigungen, wie z. B. Ölen, angereichert wird, die zusammen
mit dem Arbeitsmittel dann erneut in den Kreislauf geschickt werden und hierbei
an gewissen, besonders gefährdeten Stellen schädliche Wirkungen ausüben. Eine solche
schädliche Wirkung tritt beispielsweise dann ein, wenn das Kondensatwasser durch
ein Rohrsystem, beispielsweise durch einen Einrohrverdampfer, geschickt wird, weil
die Verunreinigungen sich bei Erreichung bestimmter Temperaturen an den Wandungen
des Rohres absetzen, wodurch der Leitungsquerschnitt an dieser Stelle verengt wird.
Es ist daher erwünscht, das Arbeitsmittel nach dem Durchgang durch die Dampfmaschinen
einer Reinigung von den im Kreislauf aufgenommenen Verunreinigungen zu unterziehen.
Dies ist verhältnismäßig einfach, wenn es sich um ortsfeste Anlagen handelt, weil
man bei diesen einen Sammelbehälter schaffen kann, in dem das ruhende Arbeitsmittel
eine
Scheidung von den Verunreinigungen auf Grund des verschiedenen spezifischen Gewichts
ermöglicht.
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Wesentlich schwieriger liegen die Verhälf=, hisse bei Fahrzeugdampfkraftanlagen,
weil bei` diesen durch die verschiedene Fahrgeschwn-= digkeit, insbesondere beim
Anfahren und' Bremsen sowie durch die bei Fahrt in der Kurve auftretenden Zentrifugalkräfte
ein ruhiges Absetzen der. Verunreinigungen ausgeschlossen ist. Man hat die Kondensatwasserkästen,
in denen der kondensierte Dampf aufgespeichert wird und von dem aus er wieder in
den Kessel gepumpt wird, als Abscheider für Schlamm, öle und sonstige Verunreinigungen
benutzen wollen. Die Kondensatwasserkästen waren jedoch als langgestreckte, an den
Seitenwandungen des Fahrzeugs aufgestellte Behälter ausgebildet, die demzufolge
eine große Oberfläche hatten. Infolge der ungleichmäßigen Bewegungen des Fahrzeugs
ergibt sich hierbei jedoch eine stark' schwappende Oberfläche des Kondensats. Das
Öl, welches sich auf der Oberfläche absetzen will und durch einen Überlauf entfernt
werden könnte, wird demzufolge dauernd mit dem Kondensat innig vermischt, so daß
sich an Stelle einer Scheidung beider Stoffe eine ölhaltige Emulsion des Kondensats
ergibt. Um das Schwappen der Kondensatoberfläche zu verhindern, hat man lotrechte
Wände in den Wasserkasten eingebaut, die nahe dem Boden des Wasserkastens Öffnungen
aufweisen, so daß das Wasser in allen durch die Trennwände gebildeten Teilkammern
beim Speisen des Kessels gleich hoch steht. Hierbei zeigte sich jedoch der Mangel,
daß an der Bodenfläche des Wasserskastens eine sehr intensive Bewegung der Flüssigkeit
auftritt, durch die der am Boden sich setzende Schlamm ständig aufgewirbelt und
mit dem Kondensat vermischt wird. Der bisher verwendete Kondensatwasserkasten für
Fahrzeuge ließ daher weder eine Abscheidung der spezifisch leichteren noch der spezifisch
schwereren Bestandteile von. dem Kondensat zu.
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Bei einer weiterhin bekannten, ortsfest aufgestellten Vorrichtung
zur Trennurig verschieden schwerer Flüssigkeiten ist zwar auch der Kondensatwässerkasten
durch mehrere übereinanderliegende Böden unterteilt. Die jedoch unmittelbar an einer
Seitenwand liegenden Durchtrittsöffnungen in den schrägen, mittleren Böden haben
bei dieser Vorrichtung lediglich die Aufgabe, das in den unteren Kammern vorhandene
Öl nach den oberen Kammern abzuleiten, um somit eine Trennung des Öles vom Wasser
herbeizuführen. Für die Verwendung auf Fahrzeugen sind jedoch derartige Wasserkästen
ungeeignet, da. sich die infolge der ungleichförmigen. Geschwindigkeiten des Fahrzeugs
auftretenden Bewegungen des Kondensats, die bekanntlich gerade an den Wandungen
am stärksten sind, -filier diese Durchtrittsöffnungen auf die andexen Kammern verteilen
werden, so daß ` ei he Durchmischung des gesamten Wasser-`kasteninhalts erfolgen
wird.
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Diese vorgenannten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch behoben,
daß der Kondensatwasserkasten eines mit Dampfkraft angetriebenen Fahrzeugs mehrere
übereinanderliegende Böden besitzt, von denen die inneren Böden nahe der Verbindungsgerad°n
der Schwerpunkte benachbarter Teilkammern mit Durchtrittsöffnungen versehen sind.
Hierdurch wird erreicht, daß der Kondensatwasserkasten in einzelne übereinanderliegende
Kammern unterteilt wird, die in der angegebenen Weise miteinander in Verbindung
stehen. Ein Schwappen kann hierbei nur in derjenigen Kammer eintreten, in der das
Wasser mit freier Oberfläche steht. Demzufolge werden die darunterliegenden Kammern
von den Bewegungen der Flüssigkeit während ungleichförmiger Geschwindigkeiten des
Fahrzeugs nicht berührt, so daß der Schlamm sich in der untersten Kammer ruhig setzen
kann. Außerdem tritt keine Durchmischung des auf der Wasseroberfläche schwimmenden
Öles mit der gesamten Flüssigkeit ein, da eine -solche Durchrnischung höchstens
mit dem Inhalt der Kammer möglich ist; in der sich die Kondensatoberfläche befindet.
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Weiterhin wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Zuführungsleitung
für das Kreislaufkondensat bzw. für das Zusatzkondensat in den mit Kondensat gefüllten
Teil des Wasserkastens hineinragen zu lassen und die Mündung der Zuführungsleitung
gegen einen der mittleren Böden bzw. gegen ein besonderes Prallblech zu richten.
Hierdurch wird erreicht, daß die mit Verunreinigungen versehenen Stellen des Wasserkastens,
nämlich der Boden und die Wasseroberfläche, durch das neu hinzutretende Kondensat
nicht in Wirbelung versetzt werden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Die Ausführungsbeispiele zeigen je einen Wasserkasten im lotrechten
Schnitt, wobei die Wasserkästen im waagerechten Schnitt quadratisch, kreisföhnig
oder beliebig anders ausgestaltet sein können.
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Der Kondensatwasserbehälter i (Abb. i) besitzt außer dem untersten
Boden a weitere Böden 3, q. und 5. Die inneren Böden 3, d. und 5 weisen nahe den
Verbindungsgeraden der Schwerpunkte, beispielsweise S1 und S. benachbarter Kammern
l(, und t(,, Durch-, trittsöffnungen f, 7 und 8 auf. Durch die Leitung
9 wird Kreislaufkondensat und durch
die Leitung io imn Bedarfsfalle
Zusatzkondensat zugeführt. Kreislaufkondensat und Zusatzkondensat können auch getrennt
in den Kondensatbehälter eingespeist werden. Die gemeinsame Leitung i i ist mit
ihrem Ende 12 auf dem mittleren Boden 4 gerichtet, so daß das bei 12 austretende
Kondensat keinen wirbelnden Einfluß auf den am Boden des Behälters befindlichen
Sumpf oder aber auf die Flüssigkeitsoberfläche ausüben kann. Mit 13 ist ein kleines
Entlüftungsrohr bezeichnet, das bei entsprechender Ausgestaltung des Rohres 9 das
Auftreten einer Heberwirkung vermeiden soll. Das Überlaufrohr 14 befindet sich mit
seiner Überlauföffnung 15 an der Stelle 16 engsten Querschnitts des Kondensatwasserkastens.
Mittels der Leitung 17 wird das Kondensat aus dem Behälter i in den Kessel und damit
in den Arbeitsmittelkreislauf gepumpt. Dicht oberhalb des Bodens 2 befindet sich
ein Schlammsumpf 18. Das Rohr 17 ist durch den Boden :2 hindurchgeführt, es mündet
möglichst wenig oberhalb des Schlammsumpfes 1.8, damit eine große ausnutzbare Höhe
H des Wasserkastens zur Verfügung steht. i9 ist ein Schlammablaß.
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Nimmt man an, daß der Wasserspiegel im Wasserkasten infolge starken
Abpumpens durch die Leitung 17 bis auf die Höhe Y gesunken ist, so wird sich der
Wasserspiegel bei Beschleunigungen bzw. Verzögerungen in der Ouerrichtung gemäß
der Zeichnung beispielsweise nach Art der Geraden Z-Z einstellen. Hierbei treten
Flüssigkeitsströmungen auf, die sich ausschließlich auf die Kammer Kg beschränkan.
In diesem Falle bestände also der erfindungsgemäße Vorteil darin, daß bei beliebigen
Oberflächenbewegungen in der Kammer K3 der Flüssigkeitsinhalt der Kammer K2 völlig
ruhig bleibt, so daß die am Boden dieser Kammer sich niederschlagende Schlammschicht
nicht aufgewirbelt wird.
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In der Abb. 2 sind die der Abb. i entsprechenden Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen worden.
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Das Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 unterscheidet sich von dem nach
Abb. i im wesentlichen nur darin, daß derWasserkasten über seine ganze Höhe mit
gleichem Querschnitt ausgebildet ist. Der hierdurch bedingte Nachteil besteht darin,
daß die vorhandene Flüssigkeitsoberfläche größer als diejenige beim Ausführungsbeispiel
nach Abb. i ist, so daß mit einer weniger ölhaltigen Emulsion des an den Stellen
15 abgeführten Kondensats gerechnet werden muß.