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Heizindikator.
Bei grossen Kesselanlagen, insbesondere bei Schiffskesseln sind zur Erzielung einer möglichst gleichförmigen Dampfentwicklung in der ganzen Anlage Heizindikatoren in Anwendung, die von einem elektrischen Uhrwerk angetrieben werden und nach gewissen einstellbaren Zeit abschnitten Zeichen zum Beschicken der verschiedenen Feuerstellen geben.
Diese Uhren-Indikatoren haben aber zahlreiche Nachteile, die einerseits von der Empfindlichkeit des Uhrwerkes und andererseits von der ungleichmässigen Beanspruchung desselben bei der Einstellung für verschiedene Zeitabschnitte herrühren. Der am meisten fiihlbare Übelstand dieser Uhren-Indikatoren ist aber der, dass ihre Einstellung nur mit Hilfe komplizierter Tabellen möglich ist, wobei in vielen Fällen noch besondere Berechnungen notwendig sind. Da hiezu, insbesondere bei Kriegsschiffen während des Manövrierens, keine Zeit vorhanden ist. haben diese Heizindikatoren keine weitgehendere Verwendung gefunden.
Gegenstand der Erfindung ist ein Heizindikator, der seinen Antrieb unittelbar von der Schinswelle erhält, so dass die Geschwindigkeit seines Ganges von der Schinsgeschwindigkett abhängt. Da aber der Brennstoffverbrauch der Umlaufzahl der Maschine nicht einfach proportional ist, sondern bei zunehmender Geschwindigkeit nach einer Funktion höheren Grades zunimmt, ist es erforderlich, das Übersetzungsverhältnis zwischen Schiffswelle und Indikatorwelle den jeweiligen Anforderungen entsprechend einzustellen. Dies kann mit Zuhilfenahme eines Frittions- getriebes mit einer verstellbaren Scheibe geschehen, die einer vorher ermittelten Skala entsprechend für jede beliebige Schiffsgeschwindigkeit eingpstellt werden kann.
Bei jeder Maschine, welche stets mit der gleichen Kessel-resp. Feuerungszahl arbeitet und welche bei gleichbleibender Beanspruchung dauernd dieselbe Tourenzahl pro Minute einhält, wird, wenn immer das gleiche Beschickungsquantum aufgeworfen wird, das Aufwerfen stets genau nach einer bestimmten zurückgelegten Tourenzahl stattfinden müssen. So wäre beispielsweise bei einer Maschinenanlage mit acht geheizten Kesseln mit je drei Feuerungen (im ganzen also 24 Feuerungen) und bei einer Geschwindigkeit von 69 Touren pro Minute nach 621 Rotationen ein-und dasselbe Feuer zu beschicken.
Blieben diese Betriebsverhältnisse kr nstant. so würde es genügen, mit der Maschine eine Kontaktscheilw zu verbinden, welche die Beschickungssignale so zu geben hätte, dass zwischen zwei aufeinander folgenden Beschickungen eines und desselben Feuers 621 Touren zurückgelegt würden. Wird bei gleichbleibender Kesselzahl die minutliche Rotationszahl geändert, so wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Beschickungen eines Feuers eine andere Tourenzahl zurückzulegen sein. Somit muss, um eine richtige Signalgebung zu erreichen, die Kontaktscheibe ein variables Übersetzungsverhältnis zur Maschine zulassen.
Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand und zwar zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung desselben, während Fig. 2 ein Diagramm zeigt.
Eine m fixen Lagern angeordnete Friktionsscheibe a erhält ihren Antrieb vermittels eines Schneckengetriebes b und eines Schaltwerkes c von der Maschinenwelle d aus. Die Fläche der
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drehen einer Schraubenspindel f längs ihrer zur Scheibe parallelen Achse verschoben werden kann, um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verändern. Die zur Herstellung der für die Zeichengebung erforderlichen Leitungsverbindungen dienenden Pchaltertrommeln g, g1 stehen mit der Friktionsacheibe e derart in Verbindung, dass sie die Drehung derselben mitmachen.
Die Schaltertrommeln, deren Anzahl der Zahl der Feuerungsplätze entspricht, können im Zu- sammenhange mit der Friktionsscheibe so gestellt werden, dass sie in entsprechenden Zeiträumen ein hörbares und sichtbares Zeichen zur Beschickung der betreffenden Feuerung geben. Auf der Schraubenspindel f, die mittels einer Kurbel h in Umdrehung versetzt werden kann, sitzt ein Zahnrad. das in ein auf einer Spindel j sitzendes kleineres Zahnrad k eingreift. Mit den Ge- winden der Spindel j steht ein Zeiger l im Eingriff, der durch Verdrehen der Spindel vor einer Walze verschiebbar ist und die Verstellung der Friktionsscheibe e dem Übersetzungsverhältnis
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gespannt, auf welchem die den verschiedenen Geschwindigkeiten entsprechenden Zeigerstellungen verzeichnet sind.
Für jede Kesselzahl befinden sich die die Zeigerstellungen bezeichnenden Punkte an einer anderen Stelle und in anderen Abständen, so dass len verschiedenen Geschwindigkeiten entsprechenden Punkte für jede Kesselzahl auf einer anderen Linie aufgetragen werden müssen. Durch Verdrehen der Walze ist es möglich, diejenige Linie unter den Zeiger zu bringen, welche der Zahl der jeweils in Betrieb befindlichen Kessel entspricht. Die Einstellung der beweglichen Friktionsscheibe kann somit entsprechend den zu erzielenden Geschwindigkeiten erfolgen.
Zur Sicherung der jeweiligen Lage der Walze kann eine entsprechende Feststellvorrichtung vorgesehen sein.
Die Schalter trommeln 9 und g1 wirken mit zwei Rollenkontakten zusammen und zwar befinden sich in der vorderen Schaltertrommel g drei Schleifkontakte (oder mehr, je nach Anzahl der Feuerungen bei jedem Heizplatz) wobei jeder Kontakt ca. zu des Umfanges einnimmt. Die hintere Kontakttrommel g1 enthält vier (oder mehr, je nach der Anzahl der Feuerungsplätze)
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als die Länge eines Kontaktes (ca. des Umfanges) der vorderen Trommel g.
Die Verteilung aller hinteren Kontakte fällt symmetrisch mit einem vorderen Kontakt zusammen, so dass, wenn der vordere, einarmige Rollenkontakt ein vorderes Kontaktsegment durchläuft, ein Arm des hinteren dreiarmigen Rollenkontaktes alle vier (oder mehr) hinteren Kontaktsegmente durchlaufen muss. Wenn dann der vordere Kontakt sein nächstes Segment durchläuft, so muss der hintere zweite Arm die vier hinteren Kontakte absolvieren. Ebenso wird mit dem vorderen Arm im dritten Segment der hintere dritte Arm alle vier hinteren Kontakte passieren.
Der Strom wird zu den beiden voneinander isolierten Rollenkontakten durch die Schleifstücke an den beiden Rollenkontakten geleitet, gelangt von den vier Klemmen der hinteren Trommel zu den Klingen, von denen je eine auf einem Heizplatze installiert ist und kehrt nun durch die Klingen abwechselnd durch die drei Lampen der Nummerkästen der Heizplätze zu den drei Klemmen an der vorderen Kontakttrommel zurück und wird über die Zuführugsklemme zu dem Rollenkontakt der vorderen Trommel geschlossen.
Angenommen, der dreiarmige Rollenkontakt befindet sich eben in der Lage, dass die Rolle eines Armes auf dem ersten der vier Kontakte der hinteren Kontakttrommel schleift, während die Rolle des vorderen einarmigen Kontaktes auf dem oberen von den drei Kontakten der vorderen Trommel sich bewegt. Der Strom wird in dieser Stellung durch den ersten von den vier Kontakten zur Klingel des Heizraumes I gehen und von der Klingel zu den Nummerkästen dieses Heizplatzes zu den drei Lampen gelangen, wird aber nur über die eine Lampe weiter können, da nur hier ein Schluss durch die Leitung des oberen Kontaktes der vorderen Kontakttrommel vorhanden ist und durch den einarmigen Kontakthebel und dessen Schleifkontakt zu der Anschluss klemme und von dieser zur Stromquelle zurück möglich sein wird.
Wenn derselbe Arm des Dreiarmkontaktes nacheinander alle vier Kontakte der hinteren Trommel passiert, so wird während dieser Zeit der einarmige Rollenkontakt immer noch auf dem oberen Kontakt der vorderen Trommel bleiben. Es wird somit das Signal zum Beschicken der Feuer des ersten Heizplatzes nacheinander auf den vier Heizplätzen gegeben. Dieser Vorgang wiederholt sich mit jedem der Kontakte der Trommeln, so dass alle Lampen in den Nummernkästen zur Erleuchtung gebracht werden.
Die am Indexblatt verzeichneten Zeigerstellungen können mit Hilfe des in Fig. 2 dargestellten Diagrammes bestimmt werden. Die Kurve des Diagrammes wird mit Hilfe der Gleichung
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die Antriebsfriktionsscheibe des Apparates eine Umdrehung macht (oder-Übersetzung der Maschine zur Antriebsscheibe), r = den Halbmesser der getriebenen Friktionsselheibe. (An-
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genommen : C == 720 Touren, r = 40 mm, dann gibt Cr = 720 X 40 = 28800). Y = die jeweilige Tourenzahl, welche zwischen zwei gleichen Signalen zurückzulegen ist, X = dazugehörige Seitenverstellung des getriebenen Friktionsrades vom Zentrum der Antriebsscheibe aus gemessen.
In Fig. 2 ist X beispielsweise fünfmal vergrössert ausgedrückt und stellt somit gleich die wirkliche Verschiebung des Zeigers dar, dessen lineare Bewegung fünfmal so gross ist, als die der Friktionsscheibe selbst.
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k = BeschIckungsmenge an Kohle in kg, K = Kohlenverbrauch pro Stunde, wie er der betreffenden Rotationszahl entspricht.
Z. B. sei: R = 69 Touren. B. sei : R = 69 Touren,
K = 2880 kg pro Stunde, Foc 8 Kessel zu je 3 Feuerungen (gleich 24 Feuerungen), k = 18 kg Kohle pro Feuerung,
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bei 8 Kesseln zu je drei Feuerungen.
Wie hieraus zu ersehen ist, hängt y also nicht allein von RJK sondern auch von F ab. Daraus ergibt sich, dass y bei gleichem Riz mit der Grösse von F variiert, d. h. es muss für jede Kesselzahl ein eigener Index hergestellt werden, was in diesem Apparat einfach dadurch erreicht wird, dass für die möglichen Betriebskesselzahlen die Indexe auf einer Walze aufgespannt sind und diese 80 gedreht wird, dass immer die den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechende Linie sichtbar wird.
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Die Werte von y werden nach der oben angegebenen Formel berechnet.
Zur Bestimmung von y muss demnach für alle Fälle angegeben werden : jeweilige Rotationszahl der Maschine, stündlicher Kohlenverbrauch in kg, normale Beschickungsmenge, Anzahl der Feuerungen.
Aus diesen gegebenen Werten kann die Kurve und die Indexkurven im Voraus für alle Geschwindigkeiten der Maschine bestimmt werden.
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Apparates festgestellt werden kann und zwar wird zu diesem Behufe der kleinste vorhandene Wert von y genommen, welcher bei der grössten Seitenverschiebung des kleines Friktionsrades erhalten werden muss.
Die Signalvorrichtungen n bestehen aus Klingen und Nummerkästen bekannter Art, wobei
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Kastens erleuchtet wird, welche Nummer die jeweils zu beschickende Feuerung anzeigt. Ein Ausschalter o steht mit der Kulisse p derart in Verbindung, dass bei abgestellter Maschine auch ùer ignal8tromkreis unterbrochen ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Heizindikator, dadurch gekennzeichnet, dass sein Antrieb ohne Zuhilfenahme von Uhrwerken, unmittelbar von der Betriebsmaschine erfolgt, so dass seine Funktion nicht von der Zeit, sondern von der Tourenzahl der Maschine abhängig ist.