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Feuerungsregler für Dampfkessel.
. Der Feuerungsregler hat den Zweck, sowohl die mechanische Beschickung der Kesselfeuerung als auch den Rauchgasschieber oder an dessen Stelle das Unterwind- oder Rauchsauggebläse so zu regeln. dass selbst bei sehr stark schwankender Dampfentnahme der Dampfdruck im Kessel möglichst wenig sich ändert. Dabei soll aber auch die Möglichkeit gegeben sein, die Brennstoffbeschickung mit dem Kaminzug oder mit dem Unterwind oder dem Sauggebläse in jeder Lage in Übereinstimmung zu bringen. Das nächstliegende. um das zu erreichen, ist es, die Druckschwankungen im Dampfkessel zur Betätigung geeigneter Vorrichtungen zu benutzen. Zu dem Zwecke kann z.
B. die Verschiebung eines Kolbens ausgenutzt werden, der auf der einen Seite unter einem bestimmten. dem gewellten normalen Kesseldruck entsprechenden Druck gehalten wird, während er auf der anderen Seite mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung und somit unter dem schwankenden wirklichen Kesseldruck steht.
Da aber die zulässigen geringen Druckschwankungen die nötige Energie zu dieser Betätigung, besonders wenn sie für eine Kesselbatterie dienen soll, nur bei untunlich grossen Abmessungen des Kolbens liefern können und da ferner die Druckschwankungen bei plötzlich vermehrter oder verminderter Dampfentnahme dieser zu sehr nacheilen, so ist ein derartiger Kolben nicht ohneweiters zur Erzielung eines schnellen und ausreichenden Ausgleiches geeignet.
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erzielen, wird der Erfindung gemäss der Reglerkolben, der auf der einen Seite wiederum in bekannter Weise unter einem bestimmten Druck gehalten wird, auf der anderen Seite nicht unmittelbar mit dem Dampfraum des Kessels, sondern mit einem Wasserraum verbunden,
von dem ein bei normaler Dampfspannung ebenfalls mit Wasser gefülltes hängendes Rohr zu dem Dampfraum des Kessels führt. Der Druck, den der Kesseldampf auf den Reglerkolben ausübt, wird durch die in dem Rohr hängende Wassersäule verringert. Die Wassersäule verschwindet nun sehr schnell bei steigendem Kesseldruck, während sie sich bei fallendem Kesseldruck ebenso schnell wieder bildet. Wie dies kommt. soll später noch an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
Verschwindet die Wassersäule, so wird die Kraft. die auf den Reglerkolben dem auf der anderen Kolbenseite vorhandenen bestimmten Druck entgegenwirkt, um das der Wassersäulenhöhe entsprechende Mass plötzlich vergrössert, so dass der Kolben sofort mit einer zur
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In einem Zylinder a befindet sich der Reglerkolben b mit einer nach aussen abgedichteten Kolbenstange f. die an ihrem unteren Ende ein Querstück d und daran dünne. über Rollen g und lu gehende Drahtseile trägt. Das Drahtseil e geht z. B. zum Rauchgasschieber oder zum Unterwind oder Sauggebläse für die Rauchgase, das andere Drahtseil f z. B. zu der Vorrichtung für die Feuerbeschickung.
Der Zylinder a ist oben mit einem Druckluftkanal p durch das bis nahe auf den Boden reichende Rohr/) verbunden. Der Rauminhalt dieses Druckluftkessels ist ganz erheblich grösser als der Inhalt des Zylinders a. In dem Kessel ist Luft mit einem Druck eingepresst. der bei dem gewollten normalen-Druck des Kesseldampfes den Reglerkolben im Gleichgewicht hält. Ausserdem befindet sich in dem Kessel q nur noch soviel Wasser als nötig ist. um bei der Bewegung des Reglerkolbens b keine Luft in den Zylinder a übertreten zu lassen.
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und einem Absperrhahn ft'ausgerüstet. Die obere Seite des Reglerkolbens b wird also durch die Druckluft im Kessel q annähernd unter einem Druck sehalten, der der normalen Kesseldampfspannung entspricht.
Der Zylinder a steht nun unten durch das Rohr i mit dem Wasserraum k in Verbindung, der als Kondensator wirkt. Von diesem Kondensator zuführt das hängende Rohr/in den Dampfraum des Dampfkessels v. Dieses Rohr kann durch den Hahn n abgesperrt werden. Am Kondensator il und dem Zylinder a sind Entlüftungshähnchen x und y vorgesehen. Die untere Mündung m des Rohres I hat eine eigentümliche Ausbildung erhalten, deren Zweck sich hei der Schilderung der Wirkungsweise der Vorrichtung ergeben wird.
Die Wirkungsweise ist folgende : Angenommen, das Rohr l ist, wie der Zylinder a und der Behälter k, mit Wasser gefüllt und der Kolben b befindet sich in seiner tiefsten Stellung, bei der die Regelorgane für diesen Brennprozess so gestellt sind. dass dieser aufs äusserste begünstigt wird. Steigt nun der Druck im Dampfkessel. so wird er, weil der Querschnitt des Rohres I mit Wasser gefüllt ist. in hydraulischer Übersetzung auf den Reglerkolben b übertragen, der sich hiedurch etwas nach oben bewegt. Dies geschicht auch dann, wenn der Dampfdruck um ganz
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wenig steigt.
Die geringe Aufwärtsbewegung des Kolbens b hat-gewissermassen durch Saugwirkung-eine sofortige Entleerung des Rohres l zur Folge, da der Querschnitt dieses Rohres I erheblich geringer als der Kolbenquerschnitt ist. Somit verschwindet die in dem Rohr I hängende Wassersäule sofort, so dass also die nach unten auf den Kolben b wirkende Kraft um ein der Wassersäule entsprechendes Mass verringert, die aufwärts gerichtete Kraft also um dasselbe Mass'erhöht wird. Zu der letzteren Kraft tritt dann noch derjenige Teildruck des Kesseldampfes hinzu, der über die normale Spannung hinausgeht.
Stand also vorher der Reglerkolben b unter der abwärts gerichteten Wirkung des Luftdruckes im Kessel q und der im Rohr I hängenden Wassersäule einerseits und der aufwärts gerichteten Wirkung des Dampfes im Kessel v andererseits im Gleichgewicht, so wird er nun nach dem Verschwinden der hängenden Wassersäule mit erheblicher Kraft nach oben getrieben, obwohl die Dampfspannung nur ganz wenig erhöht ist. Das kommt daher, weil die hängende Wassersäule infolge ihrer verhältnismässig grossen Höhe an der Erzeugung des Gleichgewichtes erheblich beteiligt war und somit durch ihr Verschwinden einen erheblichen einseitigen Überdruck erzeugt.
Die Kolbenverschieb) ig, die zur Entleerung des Rohres I nötig ist, hat, da das Volumen des Raumes q im Verhältnis zum Raum k sehr gross ist, nur eine geringe Erhöhung des Druckes im Luftkessel q zur Folge, so dass die Gleichgewichtslage im Druck des Dampfkessels und dem des Luftkessels q erst eintreten 0wird, wenn durch die weitere Verschiebung des Kolbens b soviel Wasser. von dem Zylinder a durch das Rohr p in den Luftdruckkessel verdrängt sein wird, als es dem Volumenverhältnis zwischen dem Zylinder a und dem Kessel q entspricht. Durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens b werden die Regelorgane so eingestellt, dass sie vermindernd auf die den Brennprozess in dem Dampfkessel begünstigenden Verhältnisse einwirken.
Inzwischen hat sich der Kondensator k, aus dem beim Steigen des Kolbens b Wasser entnommen wurde, wieder mit Kondenswasser, das sich aus dem einströmenden Dampf bildet, gefüllt, ohne dass zunächst im Rohr I die Wassersäule wieder entstehen könnte. Letzteres ist
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wasser bildet sich nur allmählich und nur in derart geringen Mengen, dass es an den Wandungen des Rohre I herabläuft und durch die kleinen seitlichen Öffnungen o ausfliesst, ohne den Eintritt des Dampfes durch die mittlere düsenartige Öffnung n zu behindern.
Der Kesseldampf kann also, ohne durch eine Wassersäule im Rohr I beeinträchtigt zu werden, seinen Druck. fortgesetzt auf den Kolben b ausüben, der also auch, solange der Kesseldruck weitersteigt, seinen Anstieg fortsetzt und damit dämpfend auf den Brennprozess einwirkt, bis der Dampfdruck nicht mehr steigt.
Sinkt der Dampfdruck wieder, so dass Übergewicht oberhalb des Kolbens b entsteht, so hat auch eine nur geringfügige Abwärtsbewegung des Kolbens zur Folge, dass das Wasser unter dem Kolben aus dem Zylinder a in einer im Verhältnis zum Querschnitt des Rohres I grossen Menge verdrängt wird und nun in solcher Menge in das Rohr I eintritt, dass es nicht mehr allein durch die seitlichen Öffnungen o ausfliessen kann, sondern das ganze Rohr l anfüllt und damit das weitere Eindringen von Dampf verhindert. Damit entsteht wieder die ziehende Wirkung der Wassersäule im Rohr , die zur Folge hat, dass ein starker nach unten gerichteter Überdruck auf den Kolben entsteht, der sehr schnell und ergiebig in umgekehrtem Sinne auf die Reglerorgane, also fördernd auf den Brennprozess, einwirkt.
In der jetzt eingenommenen neuen Stellung wird der Kolben b verharren oder aber er wird bei weiterem Fallen des Kesseldruckes noch weiter sinken, da die Wassersäule im Rohr I nicht verschwinden kann. Das ist erst möglich, wenn der Kesseldruck wieder steigt, was dann wieder eine Umsteuerung der Regelorgane zur Folge hat usw.
Es ist somit klar, dass die in dem Rohr l hängende Wassersäule durch ihr Entstehen und Verschwinden bei geringen Dampfschwankungen jeweils die Kraft, die verschiebend auf den Reglerkolben einwirkt, erheblich vermehrt und dadurch die nötige Leistungsfähigkeit des Kolbens sowie die sofortige Reaktion auch auf die geringsten Druckschwankungen herbeiführt.
Statt des Zylinderkolbens b könnte auch ein Membrankolben gewählt werden. Das Rohr l könnte statt in den Dampfkessel auch in einen anderen mit dem Kessel verbundenen Dampfraum. z. B. die Dampfleitung, einmünden.
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