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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine Einrichtung zum Kondensieren von Dampf, der in von
einem Kompressor eines Lufttrocknungssystems abgegebener unbehandelter
Luft suspendiert ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
Nachkühlereinrichtung,
die die vergleichsweise hohe Wärme
derartiger unbehandelter Luft vorteilhaft nutzt, um Abschnitte der
Nachkühlereinrichtung
zu enteisen, in denen sich kondensierte Feuchtigkeit angesammelt
hat und gefroren ist und dadurch eine Beeinträchtigung des Luftstromes durch
die Nachkühlereinrichtung
bewirkt hat.
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Hintergrund
der Erfindung
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Lufttrocknungssysteme sind wohlbekannt und
werden auf verschiedenartigsten technischen Gebieten einschließlich der
Eisenbahnindustrie eingesetzt. Ein Lufttrocknungssystem ist für die Bereitstellung
gereinigter und getrockneter komprimierter Luft für ein pneumatisches
System ausgelegt. Ein Beispiel eines derartigen pneumatischen Systems
ist ein Luftbremssystem eines Eisenbahnzuges.
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Ein Lufttrocknungssystem eines Zuges
umfasst üblicherweise
einen Kompressor, eine Lufttrocknereinheit und eine Nachkühlereinrichtung, die
typischerweise zwischen dem Ausgang des Kompressors und der Ansaugöffnung der
Lufttrocknereinheit angeordnet ist. Der Kompressor wird üblicherweise
von einem (Verbrennungs-)Motor oder einem Elektromotor entweder
direkt oder über
einen Mechanismus aus Treibriemen und Riemenscheiben angetrieben,
wobei der Kompressor im Wesentlichen eine Luftpumpe ist, die die
komprimierte Luft zuführt, um
das Luftbremssystem und andere luftbetätigte Ge rätschaft im Zug, wie beispielsweise
Schütze, Schalter,
Fahrtwender, Klingeln usw. zu betreiben. Die von dem Kompressor
abgegebene komprimierte Luft hält
oder schließt
allerdings typischerweise eine unannehmbar hohe Menge an Feuchtigkeit
in Form von Dampf ein. Die ganze Feuchtigkeit sollte dieser unbehandelten
Luft Idealerweise entzogen werden, bevor sie der Lufttrocknereinheit
zugeführt
wird. Ein Beispiel einer Lufttrocknereinheit ist in der (am 2. September
1997 veröffentlichten)
Druckschrift
US 5,662,727 zu
finden.
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Während
Lufttrocknereinheiten bei der Entfernung kondensierter Feuchtigkeit
und anderer Schwebeteilchen aus einem Strom durch sie hindurchtretender
komprimierter Luft recht wirksam sind, sind sie bei der Entfernung
in der komprimierten Luft suspendierter dampfförmiger Feuchtigkeit nicht besonders
wirksam. Folglich ist eine Nachkühlereinrichtung
typischerweise zwischen dem Kompressor und der Lufttrocknereinheit
angeordnet, um den in dem Luftstrom suspendierten Dampf zu kondensieren.
Ein Beispiel einer Nachkühlereinrichtung
ist in dem US-Patent 5,106,270 beschrieben.
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Eine Nachkühlereinrichtung umfasst typischerweise
eine Kühlereinheit
und gegebenenfalls eine Bypassleitung nebst einem Bypassventil.
Die Kühlereinheit
umfasst einen Einlass, der an den Ausgang des Kompressors angeschlossen
ist, und einen Auslass, der an die Ansaugöffnung der Lufttrocknereinheit
des Lufttrocknungssystems angeschlossen ist. Die von dem Kompressor
abgegebene unbehandelte Luft strömt
in den Einlass und durch die Kühlereinheit.
Die Kühlereinheit
weist zwischen dem Einlass und dem Auslass eine ausreichende Abstrahloberfläche auf,
um die komprimierte Luft von der Temperatur, bei der sie von dem
Kompressor abgegeben wurde, auf im Allgemeinen diejenige innerhalb
ungefähr –15°C (5°F) der umgebenden
Lufttemperatur zu kühlen.
Der Luftstrom eines Ventilators oder eines anderen Mechanismus wird über die
Abstrahloberfläche
der Kühlereinheit
geleitet, wodurch die Kühlereinheit
und die durch die Kühlereinheit
strömende
unbehandelte komprimierte Luft gekühlt werden. Dies bewirkt, dass
die notwendigerweise kompressionsbedingt eingeschlossene dampfförmige Feuchtigkeit kondensiert.
Von dem Auslass der Kühlereinheit strömt die komprimierte
Luft abzüglich
des vorher in ihr suspendierten Dampfes weiter. Dieser Strom trocknerkomprimierter
Luft, nachstehend als nachgekühlte
Luft bezeichnet, trägt
zwangsweise die kondensierte Feuchtigkeit mit sich in die Lufttrocknereinheit.
Die Lufttrocknereinheit entfernt sodann die kondensierte Feuchtigkeit
und die anderen Schwebeteilchen aus dem Strom der durch sie strömenden nachgekühlten Luft.
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Bei einem Betrieb in Umgebungen,
in denen die Temperatur ausreichend oberhalb des Gefrierpunktes
von Wasser liegt, arbeitet die vorstehend beschriebene Nachkühlereinrichtung
recht gut. Bei einem Betrieb bei Temperaturen nahe an oder unterhalb
des Gefrierpunktes neigt die kondensierte Feuchtigkeit allerdings
dazu, in den Durchlässen
der Kühlereinheit
zu gefrieren, wodurch der Luftstrom durch die Kühlereinheit beeinträchtigt wird.
Eine Lösung
dieses Problems hinsichtlich Gefrieren besteht darin, einfach den
Luftstrom durch die Nachkühlereinrichtung
anzuhalten, bis das gefrorene Kondensat innerhalb der Kühlereinheit
schmilzt. Es ist allerdings augenscheinlich ziemlich unannehmbar,
den Strom komprimierter Luft in sicherheitstechnisch kritische Systeme,
wie beispielsweise das Luftbremssystem eines Eisenbahnzuges, lange
zu unterbrechen. Folglich setzen Fachleute auf dem Gebiet der Lufttrocknung
zur Überwindung
dieses Problems die vorstehend erwähnte Bypassleitung nebst Bypassventil ein.
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Die Bypassleitung nebst Bypassventil
von Nachkühlereinrichtungen
gemäß Stand
der Technik werden verwendet, um die Kühlereinheit unter diesen Bedingungen
zu überbrücken. Die
Bypassleitung ist bei diesen Systemen gemäß Stand der Technik an einem
Ende zwischen dem Ausgang des Kompressors und dem Einlass der Kühlereinheit
und an dem anderen Ende zwischen dem Auslass der Kühlereinheit und
der Ansaugöffnung
der Lufttrocknereinheit angeschlossen. Das Bypassventil ist an dem
einen Ende an der Stelle an die Bypassleitung angeschlossen, an der
es steuert, ob die unbehandelte Luft aus dem Kompressor in die Kühlereinheit
oder in die Lufttrocknereinheit strömt.
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Mit Blick auf den Betrieb der Nachkühlereinrichtung
gemäß Stand
der Technik in kalten Umgebungen steigt der Druckabfall in der Kühlereinheit,
da die kondensierte Feuchtigkeit anfängt, in den Durchlässen der
Kühlereinheit
zu gefrieren und diese dadurch zu verstopfen. Das Bypassventil erfasst
diesen Druckunterschied zwischen dem Einlass und dem Auslass der
Kühlereinheit.
Solange der Druckunterschied unterhalb eines Schwellenwertes ist,
bleibt das Bypassventil geschlossen. Dies ermöglicht, dass unbehandelte Luft
durch die Kühlereinheit
strömt.
Die nachgekühlte
Luft aus dem Auslass der Kühlereinheit strömt sodann
zu der Lufttrocknereinheit weiter, wobei sie die kondensierte Feuchtigkeit
zur Entfernung aus dem Lufttrocknungssystem mit sich führt. Steigt der
Druckunterschied über
den Schwellenwert, öffnet das
Bypassventil. Das offene Bypassventil leitet den Strom unbehandelter
Luft in Gänze
durch die Bypassleitung und direkt in die Lufttrocknereinheit um. Die
Bypassleitung nebst Bypassventil umgeht daher die Kühlereinheit
in Gänze,
bis der Druckunterschied auf ein annehmbareres Niveau sinkt (das
heißt,
bis die Kühlereinheit
autaut).
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Mit der Nachkühlereinrichtung gemäß Stand der
Technik gehen einige Nachteile inhärent einher. Der augenscheinlichste
Nachteil ist wahrscheinlich der Zeitraum, der notwendig ist, damit
die Kühlereinheit
auftaut. Es hat sich herausgestellt, dass der Zeitraum, der notwendig
ist, um die Kühlereinheit
zu enteisen, unannehmbar groß ist,
insbesondere in kälteren
Umgebungen. Von äußerst großem Belang
ist die Menge unbehandelter Luft, die in das Lufttrocknungssystem
eingeführt
wird, während
die Kühlereinheit
auftaut. Ohne die Hilfe der Nachkühlereinrichtung, durch die
der Dampf in dem eintretenden Strom unbehandelter Luft kondensiert,
ist das Lufttrocknungssystem nicht in der Lage, die ganze oder nahezu
die ganze Feuchtigkeit aus dem eintretenden Luftstrom zu entfernen.
Diese Überschussfeuchtigkeit verunreinigt
das Luftbremssystem und die weitere luftbetätigte Gerätschaft in dem Zug und kann,
insbesondere auf lange Sicht, deren Betrieb nachteilig beeinflussen.
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Es ist für Fachleute auf dem Gebiet
der Lufttrocknung einsichtig, dass eine Enteisung der Kühlereinheit
notwendig ist, wenn der Luftstrom in ihren Durchlässen zu
sehr beeinträchtigt
wird. Dem pneumatischen System, an das das Lufttrocknungssystem
angeschlossen ist, sollte allerdings nicht die ständige Zufuhr
an gereinigter und getrockneter komprimierter Luft für einen
allzu langen Zeitraum vorenthalten werden. Bei kalten Umgebungsbedingungen enthält die Nachkühlereinrichtung
gemäß Stand
der Technik jedoch derart gereinigte und getrocknete Luft für einen
unannehmbar langen Zeitraum dem pneumatischen System vor. Es hat
sich daher herausgestellt, dass die Leistung der Nachkühlereinrichtung gemäß Stand
der Technik bei den vorstehend erwähnten Bedingungen in der Schienentransportindustrie
recht unbefriedigend ist.
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Es wäre daher wünschenswert, eine Nachkühlereinrichtung
zu konzipieren, die den Zeitraum, der für eine Enteisung der Kühlereinheit
notwendig ist, verringert. Ein Lufttrocknungssystem mit einer derartigen
Nachkühlereinrichtung
würde nicht
derart viel Zeit für
eine Enteisung ihrer Kühlereinheit
aufwenden. Folglich würde
ein derart ausgestattetes Lufttrocknungssystem dem pneumatischen
System, an das es angeschlossen ist, öfter nachgekühlte Luft zuführen. Gleichermaßen wichtig
ist, dass ein derart ausgestattetes Lufttrocknungssystem nicht derart viel
Feuchtigkeit mitführende
Luft zuführen
würde,
da eine derart oftmalige Selbstenteisung nicht notwendig wäre. Ein
mit der vorliegenden Nachkühlererfindung
ausgestattetes Lufttrocknungssystem würde Luft wirksamer als ein
Lufttrocknungssystem mit der Nachkühlereinrichtung gemäß Stand
der Technik trocknen. Das pneumatische System, an das das verbesserte
Lufttrocknungssystem angeschlossen ist, würde mit weniger Feuchtigkeit
in Kontakt kommen und würde
weniger wahrscheinlich unter den ungünstigen Wirkungen leiden, die
mit dem wiederholten Aufenthalt in einer derartigen Feuchtigkeit
einhergehen.
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Die nachstehend niedergelegte detaillierte Beschreibung
macht klar, dass die Nachkühlereinrichtung
der vorliegenden Erfindung in einer großen Vielzahl pneumatischer
Systeme eingesetzt werden kann. Typisch für die Arten pneumatischer Systeme, in
der die Nachkühlereinrichtung
eingesetzt werden könnte,
umfassen Luftbremssysteme von Personen- und Güterzügen, U-Bahnzügen und
verschiedenen anderen Arten schienengebundener Transportsysteme.
Andere Beispiele umfassen die Luftbremssysteme verschiedener Lastkraftwagen.
Andere Arten pneumatischer Systeme, bei denen die Nachkühlereinrichtung
eingesetzt werden könnte,
können
außerhalb
des Gebietes des Transportes gefunden werden. Offensichtliche Abwandlungen
können
hierbei in Abhängigkeit
von der speziellen Anwendung, bei der die vorliegende Erfindung
eingesetzt wird, notwendig werden.
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Man beachte, dass die vorstehende
Hintergrundinformation dargelegt wurde, um das Verständnis der
vorliegenden Erfindung seitens des Lesers zu fördern. Entsprechend sind beliebige
darin verwendete Begriffe nicht im Sinne einer Beschränkung auf irgendeine
besondere, enge Deutung gedacht, es sei denn, dies wird in dieser
Schrift ausdrücklich
anderweitig angegeben.
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Aufgaben der
Erfindung
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Es ist daher Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Nachkühlereinrichtung
bereitzustellen, die die vergleichsweise hohe Wärme von einem Kompressor eines
Lufttrocknungssystems abgegebener unbehandelter Luft verwendet,
um kondensierte Feuchtigkeit zu enteisen, die sich in der Einrichtung
angesammelt hat und gefroren ist und eine Beeinträchtigung
des Luftstromes durch die Nachkühlereinrichtung
bewirkt hat.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Nachkühlereinrichtung mit einer Kühlereinheit
bereitzustellen, die Dampf aus einem Strom unbehandelter Luft kondensiert,
sowie einen Bypassmechanismus, der den Strom unbehandelter Luft
umleitet, um bestimmte Teile der Kühlereinheit zu enteisen, in
denen sich kondensierte Feuchtigkeit angesammelt hat und gefroren
ist und eine Beeinträchtigung
des Luftstromes durch die Kühlereinheit
bewirkt hat.
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Wieder eine andere Aufgabe der vorliegenden
Erfindung besteht darin, eine Nachkühlereinrichtung bereitzustellen,
die eine Kühlereinheit
mit einem zweiten Einlass aufweist, der nahe an einem Abschnitt
der Kühlereinheit
angeordnet ist, in dem kondensierte Feuchtigkeit für ein Ansammeln
und Gefrieren am anfälligsten
ist, in die die vergleichsweise warme unbehandelte Luft umgeleitet
werden kann, um den Abschnitt zu enteisen, wenn sich kondensierte
Feuchtigkeit angesammelt hat und gefroren ist und dadurch eine Beeinträchtigung
des Luftstromes durch die Kühlereinheit
bewirkt hat.
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Zusätzlich zu den vorstehend aufgeführten Zielen
und Vorteilen werden Fachleuten durch ein Studium des Abschnittes „Detaillierte
Beschreibung" dieser
Schrift verschiedene andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden
Erfindung besser verständlich.
Diese anderen Aufgaben und Vorteile werden insbesondere dann besonders
augenscheinlich, wenn die detaillierte Beschreibung in Verbindung
mit der beigefügten
Zeichnung und den beigefügten
Ansprüchen
betrachtet wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Bei einem gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiel
stellt die vorliegende Erfindung eine Nachkühlereinrichtung zum Kondensieren
von Dampf bereit, der in von einem Kompressor eines Lufttrocknungssystems
abgegebener unbehandelter Luft suspendiert ist. Die Nachkühlereinrichtung
umfasst eine Kühlereinheit,
eine Bypassleitung und ein Bypassventil. Die Kühlereinheit weist einen ersten Einlass,
einen zweiten Einlass und einen Auslass auf. Der erste Einlass ist
an den Kompressor, von dem die unbehandelte Luft aufgenommen wird,
angeschlossen. Der zweite Einlass ist nahe an einem Abschnitt der
Kühlereinheit
angeordnet, in der die Feuchtigkeit, sobald sie kondensiert ist,
für ein
Ansammeln und Gefrieren am anfälligsten
ist. Der Auslass ist an die nächste
Komponente des Lufttrocknungssystems angeschlossen. Die Kühlereinheit kondensiert
den in der unbehandelten komprimierten Luft suspendierten Dampf
und leitet sodann dadurch entstehende nachgekühlte Luft über ihren Auslass an die nächste Komponente
in dem Lufttrockungssystem weiter. Die Bypassleitung, durch die
die unbehandelte Luft strömen
kann, ist an einem Ende zwischen dem Kompressor und dem ersten Einlass
und an einem anderen Ende an den zweiten Einlass angeschlossen.
Das Bypassventil erfasst den Druckunterschied zwischen dem ersten
Einlass und dem Auslass. Das Bypassventil steuert zudem den Strom
unbehandelter Luft entsprechend dem Druckunterschied. Ist der Druckunterschied
unterhalb eines vorgegebenen Wertes, schließt das Bypassventil, wodurch
der unbehandelten Luft das Strömen
in den ersten Einlass und durch die Kühlereinheit hindurch ermöglicht wird,
aus der die nachgekühlte
Luft zu der nächsten
Komponente weiterströmt,
während
sie die kondensierte Feuchtigkeit zur Entfernung aus dem Lufttrocknungssystem
mit sich führt.
Erreicht oder übersteigt
der Druckunterschied den vorgegebenen Wert, öffnet das Bypassventil, wodurch
ein Teil des Stromes unbehandelter Luft durch die Bypassleitung und
in den zweiten Einlass umgeleitet wird, um so die in der Kühlereinheit
angesammelte und gefrorene Feuchtigkeit zu enteisen. Es ist diese
gefrorene Feuchtigkeit, die den Luftstrom durch die Kühlereinheit
beeinträchtigt,
und die dadurch den vorstehend erwähnten Druckunterschied erzeugt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Nachkühlereinrichtung entsprechend
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1,
die einzige Figur der Zeichnung, zeigt die wesentlichen Einzelteile
eines gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsbeispiels
einer Nachkühlereinrichtung
entsprechend der vorliegenden Erfindung. Die allgemein mit 1 bezeichnete
Nachkühlereinrichtung
entfernt Dampf aus einem Strom von einem Kompressor eines Lufttrocknungssystems
abgegebener unbehandelter Luft. Die Nachkühlereinrichtung 1 entfernt
diesen Dampf aus der unbehandelten komprimierten Luft, indem sie
die Luft, wie nachstehend beschrieben, abkühlt.
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Die Nachkühlereinrichtung 1 umfasst
eine Kühlereinheit 2,
eine Bypassleitung 3 und ein Bypassventil 4. Die
Kühlereinheit 2 weist
einen ersten Einlass 21, einen zweiten Einlass 22,
einen Auslass 23 und eine Abstrahloberfläche 24 auf.
Der erste Einlass 21 ist an den Ausgang des (nicht gezeigten) Kompressors
angeschlossen, von dem die unbehandelte komprimierte Luft aufgenommen
wird. Der zweite Einlass 22 ist vorzugsweise nahe an einem Abschnitt
der Kühlereinheit 2 angeordnet,
in dem die Feuchtigkeit, sobald sie kondensiert ist, für ein Ansammeln
und Gefrieren am anfälligsten
ist. Der Auslass 23 ist an die Ansaugöffnung der nächsten Komponente
des (nicht gezeigten) Lufttrocknungssystems angeschlossen. Die nächste Komponente
ist, wie vorstehend erwähnt,
typischerweise die (nicht gezeigte) Lufttrocknereinheit des Lufttrocknersystems.
Die nächste
Komponente könnte
alternativ auch die Ansaugöffnung
eines Hauptspeicherbehälters
sein. Die Abstrahloberfläche 24 ist
zwischen dem ersten Einlass 21 und dem Auslass 23 der
Kühlereinheit 2 angeordnet.
Wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, umfasst die Abstrahloberfläche 24 innere Durchlässe, durch
die der Luftstrom strömt
und die eine Abstrahlung der von der Luft mitgeführten vergleichsweise großen Wärme in die
Atmosphäre
ermöglichen.
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Die Kühlereinheit 2 kann
eine Form aus einer beliebigen Anzahl bekannter Gestaltungen aufweisen.
So kann die Kühlereinheit 2 beispielsweise
einen Kühlrippenkern 25 aus
Aluminium aufweisen, an den an seinen Enden jeweils ein Einlasssockel 26 und
ein Auslasssockel 27 angeschlossen sind. Der Einlasssockel 26 ist
an den ersten Einlass 21 angeschlossen, und der Auslasssockel 27 ist
an den Auslass 23 angeschlossen. Der zweite Einlass 22 ist
vorzugsweise, wie vorstehend erwähnt,
nahe an dem Abschnitt der Kühlereinheit 2 angeordnet,
an dem die kondensierte Feuchtigkeit für ein Ansammeln und Gefrieren
am anfälligsten
ist. Dieser Abschnitt kann Teil des Auslasssockels 27 sein.
Die inneren Durchlässe
des Kühlrippenkerns 25 aus
Aluminium können rohrartige Durchlässe sein,
die parallel zueinander angeordnet sind. Jeder rohrförmige Durchlass
kann aus kleinen Röhrchen
bestehen, die versetzte Durchlässe
mit einer vorbestimmten Höhe
sind. Weitere Beispiele für
die Gestaltung der Kühlereinheit
können in
dem vorstehend erwähnten
US-Patent 5,106,270 nachgelesen werden.
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Die Bypassleitung 3 ist
an einem Ende zwischen dem Ausgang des Kompressors und dem ersten
Einlass 21 der Kühlereinheit 2 und
an dem anderen Ende an dem zweiten Einlass 22 der Kühlereinheit 2 angeschlossen.
Die Bypassleitung 3 weist vorzugsweise die Form eines flexiblen
Schlauches auf. Sie kann allerdings auch die Form eines nicht flexiblen
Rohres aufweisen. Das Bypassventil 4 kann aus einer Vielzahl
handelsüblicher
Ventile ausgewählt werden,
deren Aufbau und Betrieb auf dem einschlägigen Gebiet bekannt sind.
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Das Bypassventil 4 ist zwischen
der Bypassleitung 3 und der Stelle angeschlossen, an der
der Ausgang des Kompressors und der erste Einlass 21 der
Kühlereinheit 2 angeschlossen
sind. An dieser Stelle angeordnet, kann das Bypassventil 4 den Druckunterschied
zwischen dem ersten Einlass 21 und im Allgemeinen dem Auslass 23 der
Kühlereinheit 2 – freilich
unter der Annahme, dass der zweite Einlass 22 nahe an dem
Auslass 23 der Kühlereinheit 2 angeordnet
ist – erfassen.
In Abhängigkeit
von der Größe des Druckunterschieds
ermöglicht
das Bypassventil 4, dass die vergleichsweise warme unbehandelte
Luft aus dem Kompressor entweder in den ersten Einlass 21 oder
in den zweiten Einlass 22 der Kühlereinheit 2 strömt. Das
Bypassventil 4 steuert so den Strom unbehandelter Luft
aus dem Kompressor in die Einlässe
der Kühlereinheit 2.
Die genaue Stelle, an der das Bypassventil 4 an die Bypassleitung 3, den
Kompressor und den ersten Einlass 21 der Kühlereinheit 2 angeschlossen
ist, kann selbstverständlich
in Abhängigkeit
von der Art, wie eine Gestaltung dieser Anschlüsse gewünscht ist, verändert werden.
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Während
des Betriebes der Nachkühlereinrichtung 1 strömt der Strom
unbehandelter Luft aus dem Kompressorausgang zu dem Bypassventil 4.
Erfasst das Bypassventil 4, dass der Druckunterschied unterhalb
eines vorgegebenen Wertes ist, schließt das Bypassventil 4 und
ermöglicht
dadurch, dass die unbehandelte Luft in den ersten Einlass 21 und
durch die Kühlereinheit 2 strömt. Die
Luft strömt
sodann durch die inneren Durchlässe
der Kühlereinheit 2,
in denen die Abstrahloberfläche 24 ermöglicht,
dass die von der strömenden
Luft mitgeführte
Wärme in
die Atmosphäre
abgestrahlt wird. Der Luftstrom aus einem Ventilator oder einem
anderen Mechanismus kann über
die Abstrahloberfläche 24 geleitet
werden, um die Abstrahloberfläche 24 und
die durch die Kühlereinheit 2 strömende komprimierte
Luft zu kühlen. Auf
diese Art kühlt
die Kühlereinheit 2 die
Luft von der Temperatur, mit der sie von dem Kompressor abgegeben
wurde, auf im Allgemeinen diejenige der Atmosphäre. Dies bewirkt, dass die
notwendigerweise kompressionsbedingt eingeschlossene dampfförmige Feuchtigkeit
kondensiert. Aus dem Auslass der Kühlereinheit 2 strömt die komprimierte
Luft sodann abzüglich
des vorher darin suspendierten Dampfes weiter. Dieser Strom nachgekühlter Luft
trägt zudem zwangsweise
die kondensierte Feuchtigkeit mit sich zu der nächsten Komponente des Lufttrocknungssystems.
Die nächste
Komponente, wie beispielsweise der Hauptvorratsbehälter oder
die Lufttrocknereinheit, können
eine Entleerungsöffnung
aufweisen, durch die die kondensierte Feuchtigkeit und andere Schwebeteilchen
aus dem Strom durch sie hindurchtretender nachgekühlter Luft
entfernt werden. Die Nachkühlereinrichtung
arbeitet auf diese Art, solange der vorstehend erwähnte Druckunterschied
unterhalb des vorgegebenen Wertes bleibt.
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Wird die Nachkühlereinrichtung 1 in
kälteren Umgebungen
betrieben, kann die kondensierte Feuchtigkeit anfangen, in den inneren
Durchlässen der
Kühlereinheit 2 zu
gefrieren und diese zu verstopfen. Der Abschnitt der Kühlereinheit 2,
in dem es am wahrscheinlichsten ist, dass sich die kondensierte Feuchtigkeit
ansammelt und gefriert ist derjenige, an dem der zweite Einlass 22 vorzugsweise
angeordnet ist. Da die inneren Durchlässe in diesem Abschnitt der
Kühlereinheit 2 zunehmend
mit gefrorenem Kon densat verstopft sind, erfasst das Bypassventil 4 den entsprechenden
Anstieg der Größe des vorstehend erwähnten Druckunterschiedes.
Erreicht oder übersteigt
dieser Druckunterschied den vorgegebenen Wert, öffnet das Bypassventil 4.
Sobald das Bypassventil 4 offen ist, lenkt es einen Teil
des Stromes der unbehandelten Luft durch die Bypassleitung 3 und
in den zweiten Einlass 22 der Kühlereinheit 2 um.
Die in den zweiten Einlass 22 eintretende vergleichsweise warme
komprimierte Luft taut das gefrorene Kondensat rasch auf, das sich
in diesem Abschnitt der Kühlereinheit 2 angesammelt
hat. Der Zeitraum, der notwendig ist, damit das gefrorene Kondensat
in diesen Durchlässen
der Kühlereinheit 2 taut,
ist im Vergleich zu dem Zeitraum, der notwendig ist, damit das Tauen bei
einer Nachkühlereinrichtung
gemäß Stand
der Technik erfolgen kann, kurz. Die Bypassleitung 3 nebst
Bypassventil 4 umgeht so teilweise die Kühlereinheit 2,
während
die Verstopfung schmilzt und der Druckunterschied auf ein Niveau
unterhalb des vorgegebenen Wertes sinkt.
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Ein mit der Nachkühlereinrichtung 1 ausgestattetes
Lufttrocknungssystem ist daher wirksamer bei der Trocknung von Luft
als ein Lufttrocknungssystem mit einer Nachkühlereinrichtung gemäß Stand der
Technik. Das pneumatische System, an das die Nachkühlereinrichtung 1 angebracht
ist, kommt mit weniger Feuchtigkeit in Kontakt und leidet weniger wahrscheinlich
an den ungünstigen
Effekten, die mit dem wiederholten Aufenthalt in einer solchen Feuchtigkeit
einhergehen.
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Mit Blick auf die bevorzugte Anordnung
des zweiten Einlasses 22 der Kühlereinheit zeigt 1, dass der zweite Einlass
genau stromaufwärts
des Auslasses 23 der Kühlereinheit 2 angeordnet
ist. Dieser Abschnitt der Kühlereinheit 2 weist
typischerweise die kältesten
von der Kühlereinheit 2 erfahrenen Temperaturen
auf. Dies liegt daran, dass die durch diesen Abschnitt strömende Luft
bereits durch die nahezu ganze Kühlereinheit 2 geströmt ist und
daher der größte Teil
von dessen Wärme
bereits in die Atmosphäre
abgestrahlt wurde. Bei diesem Beispiel ist das dem Kompressor am
nächsten
liegende Ende der Kühlereinheit 2 im
Vergleich zu dem entgegengesetzten Ende recht warm, da die an diesem
Ende strömende
Luft ihre Wärme
noch nicht in die Atmosphäre
abgestrahlt hat. Aus diesem Grund wird die vergleichsweise warme
unbehandelte Luft, die an einem Ende der Kühlereinheit 2 befindlich
ist, in den Abschnitt der Kühlereinheit 2,
der nahe an dem entgegengesetzten Ende befindlich ist, umgeleitet
und zu dessen Auftauen verwendet.
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Es sollte Fachleuten einsichtig sein,
dass die bevorzugte Anordnung des zweiten Einlasses bei der Kühlereinheit 2 in
Abhängigkeit
von einem oder mehreren Faktoren aus einer Anzahl von Faktoren variieren
kann. So kann die Gestaltung einer besonderen Kühlereinheit sich beispielsweise
darauf auswirken, in welchem Abschnitt der Einheit der Kontakt mit
kältesten
Temperaturen am wahrscheinlichsten ist. Die Art, auf die eine Kühlereinheit
verwendet wird, oder die Art, auf die sie in einem Lufttrocknungssystem
untergebracht ist, kann auch eine andere Anordnung des zweiten Einlasses
vorgeben. Obwohl der zweite Einlass 22 in 1 als nahe an dem Auslass 23 der Kühlereinheit 2 angeordnet
gezeigt ist, sollte einsichtig sein, dass er an einer anderen bevorzugteren Stelle
der Kühlereinheit 2 angeordnet
sein kann.