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Zur Leistungsregelung von Dampfkesseln, Gaserzeugern und anderen Einrichtungen, die ein Arbeitsmittel für irgendwelche Verbraucher erzeugen, ist es bekannt, die auf die Erzeugung des Arbeitsmittels einnussnehmenden Faktoren, wie Brennstoff-bzw. Verbrennungsluftzufuhr, Speisewasserzufuhr, allenfalls auch die Zufuhr chemischer Mittel, in Abhängigkeit von dem auf die Zeiteinheit bezogenen jeweiligen Verbrauch des Arbeitsmittels so zu regeln, dass zu jedem Zeitpunkt ihre auf die Zeiteinheit bezogene Ergänzung (Leistung) gleich dem ebenfalls auf die Zeiteinheit bezogenen Verbrauch ist.
Zu diesem Zwecke ist es ferner bekannt, diese Regelung durch eine mit der Leistung schwankende Druckdifferenz zu steuern, insbesondere dadurch, dass in die Arbeitsmitte11eitung eine Düse oder Stauscheibe eingebaut und die von ihr verursachte Druckdifferenz zur Schaltung eines Servomotors verwendet wird, der die die Arbeitsmittelerzeugung beeinflussenden Regeleinrichtungen, wie Rauchgasklappe, Antrieb mechanischer Roste, Brennstoffdüsen, Speisepumpen u. dgl. verstellt.
Bei solchen Einrichtungen ist es ferner bekannt, dass die nach Massgabe der entnommenen Leistung sich ändernde Grösse über kraftverstärkende und/oder wegvergrössemde Mittel auf die leistungsbeeinflussenden Regelorgane für die Feuerleistung, Speiseleistung od. dgl. synchron mit der Impulsregelung und verhältnisgleich mit dieser regelnd wirkt.
Das Wesen der Erfindung besteht gegenüber dem bekannten Mittel zur Wegvergrösserung und/oder Kraftverstärkung in der Verwendung des unter Kesseldruck stehenden Speisewassers zum Betrieb dieser Mittel.
Da das unter Kesseldruck stehende Speisewasser betriebsmässig stets vorhanden ist, entfällt jede besondere Einrichtung hydraulischer, elektrischer oder mechanischer Natur.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei Ausführungsbeispielen für die Leistungsregelung von Dampfkesseln dargestellt. Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Einrichtung, bei der di Regelung nach Massgabe der Dampfentnahme und des Dampfdruckes erfolgt. Fig. 2 zeigt ebenfalls im Schnitt eine Einrichtung, bei der die Regelung von der Dampfentnahme und vom Wasserstand abhängig gemacht ist.
In die Dampfleitung 1 (Fig. l), die in der Pfeilrichtung dwcbströmt wird, ist die Stau- scheibe 2 eingebaut. Vor und hinter dieser Scheibe sind die Leitungen 3 bzw. 4 abgezweigt.
Sobald aus dem Kessel Dampf entnommen wird, tritt in den Leitungen 3 und 4 eine Druckdifferenz in dem Sinne auf, dass in der Leitung 4 der Druck kleiner ist, als in der Leitung 3. Die Druckdifferenz wird um so grösser, je grösser die entnommene Dampfleistung (Dampfmenge/ Sekunde) ist. Diese Druckdifferenz wird dazu benutzt, um im Verhältnis derselben verstellend auf die in dem Gehäuse 5 eingebaute Steuereinrichtung zu wirken. Diese besteht in der besonderen Ausführung nach Fig. 1 aus einem gefässförmigen Kolben 6, in dem ein glockenförmiger Kolben/eingebaut ist, der auf der Kolbenstange 8 sitzt. Als Übertragungsmittel dient Wasser. Zur Dichtung der Kolben nach aussen und untereinander ist eine an sich bekannte besondere Art von Liderung, die als Abrollliderung bezeichnet werden kann, angeordnet.
Die Leitung 4 ist mit dem unteren Innenraum des Kolbens 6 in Verbindung, der an seinem unten eingezogenen Ende 6 a mittels der Dichtung 11 a gegen das ebenfalls eingezogene Unterendc Ja des Gehäuses 5 abgedichtet ist. Die
Leitung 3 mündet elastisch biegsam in den
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Teil getrennt ist. Der Aussenmantel des Kolbens 7 ist gegen die Innenwand des Kolbens 6 durch die Liderung 11 b abgedichtet. Oben ist der Kolben 6 mit dem Halsansatz 6 b gegen die Kolbenstange 8 mittels der Liderung 11 c gedichtet. Die Kolbenstange 8 ist mittels der Liderung 11 d aus dem unteren Ende des Gehäuses 5 herausgeführt.
Der Kolben 6 ist durch die Fcder 10 belastet, während der Kolben 7 durch die Feder 13, die sich nach unten auf den Halsansatz 6 b des Kolbens 6 und nach oben gegen das obere Ende der Kolbenstange 8 stützt, gegenüber dem Kolben 6 nach oben belastet ist.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Strömt kein Dampf durch die Leitung 1, so herrscht in den Leitungen 3 und 4 der gleiche Druck, nämlich der Kesseldruck. Auf den Kolben 6 wirkt dieser Druck nach oben mit einer Kraft, die ungefähr proportional dem Mittel- wert aus dem Durchmesser des Kolbenansatzes 6 a und des GehÅauseansatzes 5 a ist. Auf den Glockenkolben 7 wirkt nach unten ein Druck, der sinngleich dem mittleren Durchmesser zwischen dem Innendurchmesser des Kolbens 6
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und der Kolbenstange 8 entspricht. Der Druck nach oben wird über die Feder 10 vom Gehäuse aufgenommen, der Druck nach unten durch die Feder 13, die sich auf den Kolben 6 stützt.
Der Kolben 7 und die Kolbenstange 8 bleiben relativ zum Kolben 6 in ihrer Stellung. Steigt z. B. der Kesseldruck, so geht der Kolben 6 und damit auch die Kolbenstange 8 nach oben, so dass die Kolbenstange 8 die Rauchgasklappe, entsprechend dem steigenden Kesseldruck mehr schliesst. Wird nun dem Kessel Dampf entnommen, so wird der Druck in der Leitung 4 und damit unter dem Kolben 6 kleiner, der Kolben 7 und die Kolbenstange 8 werden in der Pfeilrichtung nach unten verstellt, u. zw. um so mehr, je grösser entsprechend einer grösseren Dampfentnahme die Druckdifferenz vor und hinter der Stauscheibe 2 ist. Die Bewegung der Kolbenstange könnte unmittelbar auf die auf die Dampferzeugung einftussnehmenden Regelorgane zur Einwirkung gebracht werden. Dies würde aber bei schwerer beweglichen Organen, z.
B. einer Rauchgasklappe eine sehr grosse
Ausführung der Einrichtung nach Fig. 1 erfordern. Es ist daher diese Einrichtung mit einem an sich bekannten Folgekolben gekuppelt.
Die Einrichtung besteht aus dem Zylinder 14, dem oben und unten durch die Leitung 15 gemäss der Erfindung Speisewasser vom Kessel- druck zugeführt wird. Im Zylinder spielt der
Kolben 16, der auf der hohlen Kolbenstange 17 sitzt. In der Kolbenstange gleitet eine Art
Kolbenschieber 18, der mittels des Hebels 20 von der Kolbenstange 8 verstellt wird. Im
Kolbenkörper 16 sind schräge Kanalsysteme 19 a und 19 b von den durch den Kolben getrennten
Zylinderräumen geführt, die in der hohlen Kolben- stange münden und in der Mittelstellung des
Schiebers 18 abgedeckt werden. Geht der
Kolbenschieber 18 z. B. nach oben, so gibt er mittels Bohrungen 21 die Kanäle 19 a frei, so dass das Wasser ober dem Kolben 16 an Druck verliert und der Druck unter dem Kolben 16 diesen in der Pfeilrichtung hebt.
Das Entgegengesetzte tritt ein, wenn der Schieber- nach unten verstellt wird. Der Kolben 16 nimmt also in jedem Zeitpunkte die der Stellung der Kolbenstange 8 entsprechende Stellung ein, kopiert daher mit grosser Kraft deren Bewegung, die z. B. auf die Rauchgasklappe verstellend wirkt. Die Wirkung der Gesamteinrichtung ist demnach eine Verstellung der Rauchgasklappe, abhängig von der Dampfleistung, überlagert von der Wirkung des Kesseldruckes.
Ebenso wie die Rauchgasklappe, oder gleichzeitig mit dieser, können auch alle anderen auf die Dampferzeugung einflussnehmender Organe (Brennstoffdüsen, Wanderrostgeschwindigkeit, Primär-und Sekundärluftklappen, Saugzug- gebläse od. dgl. ) verstellt werden.
Die Fig. 2 zeigt schematisch eine Einrichtung, die den Zweck verfolgt, die Speisung des Kessels in Abhängigkeit vom Wasserstand an sich, sowie auch in Abhängigkeit von der jeweils entnommenen Dampfleistung zu regeln. Hiezu dient die, im wesentlichen der Einrichtung nach Fig. l analoge, mit l'bezeichnete Einrichtung, die die Kolbenstange 8 entsprechend der Dampfleistung verstellt und nur insoferne vereinfacht ist, dass der Kolben 7 nicht in einem beweglichen Kolben, sondern unmittelbar in einem Gehäuse spielt.
Die Verstellung der Kolbenstange ist demnach nur von der Dampfleistung, nicht aber auch vom Dampfdruck beeinflusst.
Die Kolbenstange 8 wirkt über den Hebel 20 auf die der Fig. 1 analoge, mit 1" bezeichnete Folgekolbeneinrichtung. Der Drehpunkt des Hebels 20 wird von der rein schematisch dargestellten Schwimmereinrichtung 44 verstellt, so dass einer von der augenblicklichen Dampfleistung beeinflussten Steuerbewegung eine solche, die vom jeweiligen Wasserstand beeinflusst ist, überlagert wird. Der Folgekolben wirkt regelnd auf das nicht dargestellte Speiseventil.
Es ist analog der in den Beispielen dargestellten Einrichtungen, die einer von der Dampfleistung und dem Dampfdruck bzw. der Dampfleistung und dem Wasserstand beeinflussten Regelbewegung auch möglich, Einrichtungen zu schaffen, die andere Regelungseinflüsse überlagern, z. B. eine
Einrichtung, die bei steigendem Dampfdruck die Speisung anstellt, aber in Abhängigkeit vom Wasserstand derart, dass bei Erreichung des
Höchstwasserstandes die Speisung abgestellt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Leistungsregelung von Dampf- kesseln, Gaserzeugern od. dgl., bei der eine nach
Massgabe der entnommenen Leistung sich ändernde Grösse über kraftverstärkende und/oder
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