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Kesselspeiseeinrichtllng für Lokomotiven.
Die Höhe der Kohlenersparnisse. die mit Abdampfvorwärmern auf Lokomotiven erzielt werden. hängt bekanntlich wesentlich davon ab, wie lange der Zeitraum ist. während dem der Regler offen ist. also Abdampf zur Verfügung steht im Verhältnis zum Gesamtzeitraum, während dem die Maschine unter Dampf ist. Es sind also die Ersparnisse bei Schnellzügen, wo die Lokomotive lange Zeit mit offenem Regler fährt und nur wenige und kurze Aufenthalte hat. grösser als etwa bei Personenzügen, die weit mehr und längere Aufenthalte haben.
Weiter hängt die Höhe der Ersparnisse aber auch von der Art der Bedienung ab. ob nämlich die Speisung ausschliesslich oder wenigstens vorwiegend bei offenem Regler vorgenommen wird oder nicht.
Beim Bedienungspersonal herrscht immer das Bestreben vor. bei offenem Regler die Speisevorrich- tung möglichst wenig in Betrieb zu setzen, um die Kesselspannung nicht gerade während der Zeit, in der die Zylinder Dampf verbrauchen, durch Einführen des verhältnismässig kalten Wassers herunterzudrücken.
Von diesem Gesichtspunkte betrachtet, ist der günstigste Zeitpunkt für das Speisen-und der auch zum grössten Teil hiezu verwendete-der nach Reglerabschluss, weil die Kesselspannung in diesem Augenblick durch die plötzliche Unterbrechung der Dampfentnahme steigt und die Einführung des verhältnismässig kalten Speisewassers geeignet ist. dieses Ansteigen der Dampfspannung wirksam zu verhindern.
Dieses Bestreben hat zur Folge, dass die mit Abdampfvorwärmern tatsächlich erreichten Kohlenersparnisse hinter der theoretisch möglichen Höhe wesentlich zurückbleiben.
Die Erfindung hat den Zweck, diese beiden einander widersprechenden Bedingungen-nämlich einerseits zur möglichsten Verwertung des Abdampfvorw1ilmers vorwiegend bei offenem Regler, anderseits mit Rücksicht auf die Kesselspannung vorwiegend bei geschlossenem Regler zu speisen-einander dadurch anzugleichen, dass ein Warmwasserspeicher vorgesehen wird. dem bei offenem Regler Wasser und Abdampf zugeführt wird.
Es sind Einrichtungen bekannt, die es ermöglichen, in einem Behälter Warmwasser aufzuspeiehern. der jedoch derart eingeschaltet ist, dass ihm das Warmwasser auch bei offenem Regler, also bei Vorhandensein von Abdampf, entnommen wird. Da nun. wie oben beschrieben, das Bestreben besteht, bei offenem Regler möglichst wenig zu speisen, ergibt sich insbesondere in Fällen, wo der Regler längere Zeit offen ist, infolge des inzwischen gesunkenen Wasservorrates im Kessel schon vor Reglerabschluss das Bedürfnis zu speisen.
Dadurch wird bei diesen Einrichtungen ein namhafter Vorrat an Warmwasser bei offenem Regler verbraucht, wodurch bloss ein Teil des zur Verfügung stehenden Speichervolumens, das ja infolge der beschränkten Raum-und Gewichtsverhältnisse nicht beliebig gross gewählt werden kann, verwertet wird.
Durch vorliegende Erfindung wird das Speichervolumen zur Gänze als Speicher im eigentlichen Sinne dadurch verwertet, dass ihm das Wasser bloss bei geschlossenem Regler entnommen wird.
Um diesen Zweck zu erreichen, ist im dargestellten und beschriebenen Ausftihrungsbeispiel ausser der üblichen Speiseeinrichtung mit Vorwärmung - sei es Oberflächen- oder Einspritzovrwärmer mit Dampfpumpe oder Fahrpumpe oder Abdampfinjektor-ein Warmwasserbehälter auf der Lokomotive angebracht und in der Druckleitung eine zum Speicher führende, verschliessbare Abzweigung eingeschaltet.
Soll nun bei offenem Regler gespeist werden, so ist der Weg zum Speicher abzuschliessen und die Speiseeinrichtung in der bisher üblichen Weise in Tätigkeit zu setzen.
Soll die Speisung in den Kessel bei offenem Regler unterbrochen werden, so ist bloss der Weg des Druckwassers zum Kessel zu sperren und der nach dem Speicher führende zu öffnen. Wird der Regler
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem als Vorwärmer ein Abdampfinjektor verwendet wird, u. zw. zeigt Fig. 1 die Anordnung der Einrichtung auf der Lokomotive, Fig. 2 einen Schnitt durch das im Führerhaus befindliche Steuerorgan für die Anlage und durch den Abdampfinjektor.
Es bedeutet : 1 den Abdampfinjektor, 2 die Wasserzuleitung aus dem Tender zum Injektor, :, die Abdampfleitung, 4 eine Frisehdampfleitung, die Kesseldampf in die Hochdruckdüse des Injektors führt, 5 die Druckleitung, die das vorgewärmte Speisewasser nach Bedarf entweder in die über den Speisekopf 6 zum Kessel führende Druckleitung 7 oder in die zum Speicher 8 führende Leitung 9 bringt, 10 ist der Sehlabberaustritt am Injektor, 11 eine Rohrleitung, die Frischdampf aus dem Kessel zu dem Steuerorgan führt, 12 ist eine Leitung, die den Zweck hat, den im Einströmrohr der Zylinder herrschenden Druck auch auf weiter unten näher beschriebene Räume im Steuerorgan und im Injektor zu übertragen, und sich zu diesem Zwecke in die Stränge 13 und 14 gabelt,
15 ist das von Hand betätigte Steuerorgan im Führerhaus, 16 ein Rohr, das das aufgespeieherte Warmwasser über das nach dem Kessel öffnende Rückschlagventil 17 im Bedarfsfall in den Kessel leitet, 18 ist eine Frischdampfleitung, die das Steuerorgan im Führerhaus mit dem Speicher 8 verbindet, 19 ist das Wasserventil, das den Zutritt des Tenderwassers zum Injektor bei abgestelltem Apparat sperrt, 20 ein Ventil oder Kolben, geeignet bei Vorhanden-
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dampfdüse, 23 die Mischdüse, 24 die Druckdüse des Injektors, 25 ist das handbetätigte Dampfeinlassventil im Führerhaus, das je nach seiner Stellung den Eintritt von Kesseldampf in den Raum 26, in dem sieh das Gegenventil 27 befindet, freigibt oder sperrt.
Das Gegenventil 27 besitzt einen oberen und einen unteren Ventilsitz, denen im Gehäuse eine obere Ventilöffnung 28 und eine untere 29 entsprechen ; die obere Ventil öffnung 28 beherrscht den Dampfweg 4 zur Hochdruckdüse 21 im Injektor, die untere Öffnung 29 den Dampfweg 18 zum Warmwasserspeicher. Das Gegenventil 27 hat weiters einen kolbenförmigen Fortsatz 30, der jedoch in der Gehäuseführung nicht dicht eingepasst ist, 31 ist ein Rückschlag- ventil,.
32 ist ein Ventil, das geeignet ist, bei Dampfaustritt aus dem Speicher durch die Leitung 18 diesen Dampf vor Eintritt in den Raum 26 zu drosseln, weil es in seiner Führung frei beweglich ist und bei dieser Strömungsrichtung in die obere Ruhelage gebracht wird, bei der es die Ventilöffnung 29 so weit sperrt, dass der Dampfaustritt bloss durch die Löcher 33 erfolgt. Strömt jedoch Dampf durch das Ventil 25 über den Raum 26 nach 18, so befindet sich das Ventil 32 in seiner unteren Ruhelage und gibt dem Dampf freien Durchgang, 34 ist ein Ventil, das in geschlossenem Zustande den Weg nach dem Behälter sperrt und mit dem Dampfventil 25 derart verbunden ist, dass es bei geschlossenem Ventil 25 offen steht.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Wenn der Regler geöffnet ist, Strömt durch die Leitung 3 Abdampf nach dem Injektor. Gleichzeitig herrscht im Einströmrohr und somit auch in den Leitungen 12, 13 und 14 Dampfdruck. Das Ventil 20 befindet sich in seiner rechten Ruhelage, verhindert das Weiterströmen des Dampfes aus der Leitung 14 in den Injektor und hält das Wasserventil19 offen, wodurch Tenderwasser dem Injektor zufliesst. Dieses Gemisch von Tenderwasser und Abdampf ist bekanntlich durch die Abdampfkondensation und entsprechende Geschwindigkeitsumformung in den Düsen imstande, jeden Gegendruck bis zirka 10 Atm. zu überwinden.
Es sei nun jene Betriebsphase angenommen, in der nicht in den Kessel gespeist werden kann.
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und somit der Weg nach dem Speicher geöffnet. Da in diesem-vorläufig-kein Druck herrscht, tritt das Wasser aus dem Rohr 5 in das Rohr 9 ein und strömt in den Speicher, da es den Weg des geringeren Widerstandes nimmt. Soll nun bei noch immer offenem Regler in den Kessel gespeist werden, so ist das Ventil 25 zu öffnen. Kesseldampf tritt nun nach 26. Das in seiner unteren Ruhelage befindliche Gegenventil 27 wird durch den eintretenden Dampf in dieser Ruhelage festgehalten und der Dampf tritt durch die obere Ventilöffnung 28 in die Leitung 4 zur Hochdruckdüse 21 im Injektor.
Dieser Frisehdampf- strahl erteilt dem durch den Injektor strömenden Abdampf-undWassergemisch eineweitereBeschleuni- gung, die es ihm ermöglicht, den Kesseldruek zu überwinden. Das Wasser strömt also mit grösserer Geschwindigkeit durch das Rohr 5 und, da das Ventil 25 geöffnet ist, schliesst sich das Ventil 34 und damit der Weg zum Speicher und das Druckwasser tritt durch die Leitung 7 über den Speiskopf 6 in den Kessel.
Soll die Speisung in den Kessel unterbrochen werden, so ist das Ventil 25 wieder zu schliessen, wodurch einerseits der Frischdampfzutritt durch das Rohr 4 zur Hochdruckdüse 21 unterbrochen, anderseits das Ventil 34 geöffnet und in der oben beschriebenen Weise die Wasserförderung in den Speicher fortgesetzt wird.
Wird nun der Regler geschlossen, so hört der Abdampfstrom durch die Leitung 3 auf und der Druck in den mit dem Einströmungsrohr der Lokomotive verbundenen Rohren 12, 1 : J und 14 verschwindet.
Das Wasserventil 79 schliesst sich teils durch das nachströmende Wasser, teils durch die über ihm befindliche Feder.
Soll nun Wasser in den Kessel gefördert werden, so ist wieder das Dampf einlassventil 25 zu öffnen.
Der nach 26 und in die obere Ventilöffnung 28 eintretende Dampf bewirkt nun durch seinen Druck auf den kolbenförmigen Ansatz 30 ein Anheben des Gegenventiles 27, weil in 12, 13, 14 und daher auf dem Rückschlagventil 31 kein Dampfdruck lastet. Sobald das Gegenventil 27 in seine obere Ruhelage ge-
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kommen ist, wird es hier durch den Dampfdruck festgehalten und der Frischdampf strömt durch die untere Ventilöffnung 29 in die Leitung 18, durch die er in den Speicher 8 gelangt.
Da auf diese Weise eine Verbindung zwischen dem Dampfraum des Kessels und dem Speicher hergestellt ist, stellt sich im Speicher der Kesseldruck ein und das Wasser fliesst nun durch sein Gewicht über das Rückschlagventil 17 in den Kessel, weil der Speicher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über dem Kesselwasserspiegel angeordnet ist.
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Leitungen. M,. M und wieder unter Druck gesetzt werden, der Wasserweg zum Injektor also wieder freigegeben wird, so ist das Abdampf-und Wassergemisch jetzt nicht imstande, ohne weiteres in die Leitung 5 einzutreten, da hier durch Vermittlung der Leitung 9 der gleiche Druck herrscht wie im Speicher, der von der letzten Speisephaseher unter Kesseldruck steht. Da aber durch das Offnen des Reglers das Ventil.
H auf seinen Sitz gedrückt wurde, ist das Gegenventil 27 von seinem oberen Sitz abgehoben worden und es tritt somit der im Speicher befindliche Dampf durch die Leitung 18 und durch die Drossellöcher 33 des nunmehr in seiner oberen Ruhelage befindlichen Ventiles 32 über den Raum 26 in die Leitung 4, gelangt so in die Hochdruckdüse 21, wo er dem Abdampf-und Wassergemisch die erforderliche Beschleunigung erteilt, die es in die Lage versetzt, in die Leitung 5 und durch das offene Ventil 34 in den Speicher einzutreten.
Durch die Drossellöeher wird erreicht, dass das Gegenventil 27 durch den aus dem Speicher über das Rohr 18 nach 26 strömenden Dampf bloss bis zu seinem Anschlagen an das Rückschlagventil 31 angehoben und nicht auch das Rückschlagventil 31 selbst geöffnet wird, was insbesondere bei Drosselung des Admissionsdampfes zu den Zylindern bei Fehlen der Drosselung durch die Löcher 33 der Fall wäre.
Durch dieses Öffnen des Rückschlagventiles 31 würde das Gegenventil 27 auf seinen oberen Sitz 28 gelangen und so den Zutritt des im Speicher 8 befindlichen Dampfes in die Leitung 4 verhindern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kesselspeiseeinriehtung an Lokomotiven in Verbindung mit einem Speicher zur Aufnahme von mit Abdampf vorgewärmten Wasser, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die eine Kesselspeisung aus dem Speicher bloss bei geschlossenem Regler gestattet.