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Vorrichtung für die Verwertung des Abdampfes einer Dampfmaschinenanlage, ins- besondere einer Dampflohomotive.
Die Lokomotive arbeitet im Vergleich mit einer feststehenden Dampfmaschine in bezug auf Dampfverbrauch unwirtschaftlich. Da es bis heute noch nicht gelungen ist, bei Lokomotiven Kondensation anzuwenden, ist eine Verminderung des Dampf Verbrauches nur dadurch möglich, dass die zur künstlichen Zugerzeugung an der Blasvonichtung herrschende Abdampfspannung auf ein Mindestmass herabgesetzt wird. Dies kann erzielt werden, wenn die Erzeugung des Zuges in bekannter Weise mittels Abdampfturbine und Saugventilators geschieht.
Das Neue liegt darin, dass der Saugventilator zusammen mit der Turbine in sonst bekannter Weise innerhalb der Rauchkammer unmittelbar unterhalb des Kamines angeordnet sind, wodurch die Erzeugung des künstlichen Zuges wirtschaftlicher als bisher möglich ist und der Gegendruck auf die Hauptmaschine wesentlich verringert wird.
Der Saugventilator kann dabei auch noch aus zwei symmetrisch angeordneten Rädern bestehen, derart, dass die Gase von beiden Seiten gleichmässig angesaugt werden und damit jeder axiale Schub ausgeschlossen wird. Der Abdampf beider Seiten kann entweder der oder den Abdampfturbinen zugeleitet werden, oder, was gegebenenfalls dampf technisch vorteilhaft sein kann, getrennt, indem entweder zwei Turbinenräder vorgesehen werden oder ein Turbinenrad zwei getrennte Beaufschlagungen (Düsengruppen) erhält.
Die Zeichnung veranschaulicht die Vorrichtung für die Verwertung des Abdampfes einer Dampflokomotive in verschiedenen Ausführungsformen.
Nach Fig. 1 sitzt auf einer quer durch die Rauchkammer gehenden Welle A, die in den beiden von aussen leicht zugänglichen Lagern B läuft, ein Turbinenrad T, zu dessen beiden Seiten die Saug- ventilatoren Gangeordnet si d. Der Abdampf der beiden Maschinenseiten gelangt durch die Rohre R vereinigt in das Turbinenrad T, aus dem er durch den Stutzen M in den Kamin K tritt. Die Ventilatoren G saugen die Heizgase durch die Öffnungen 0 an und stossen sie auch in den Kamin.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind zwei Turbinenräder T, und T2 vorgesehen, die an beiden Enden der Welle A sitzen, wobei in der Mitte der Welle der Saugventilator G angeordnet ist. Der Abdampf jeder Maschinenseite wird für sich in einem Turbinenrad ausgenutzt und gelangt durch ein gemeinsames ringförmiges Rohr U im Kamin K ins Freie.
Dies hat gegenüber der gemeinsamen Dampfzuführung der Ausführungsform nach Fig. 1 den Vorteil, dass durch den Gegendruck der einen Maschinenseite der der andern nicht ungünstig beeinflusst wird.
Eine solche getrennte Dampfzuführung kann, wie die nachfolgend beschriebenen Ausführung- formen zeigen, auch dann angewendet werden, wenn nur ein Turbinenrad in Anwendung kommt.
Bei beiden Ausführungsformen (Fig. 1 und 2) kann an den Stellen V (Fig. 1) bzw. V, und V2 (Fig. 2) die zur Speisewasservorwärmung oder für sonstige Zwecke notwendige Abdampfmenge den Abdampfrohren R entnommen werden. Auch der aus dem Turbinenrad abziehende Dampf kann vollständig oder teilweise andern Zwecken nutzbar gemacht werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 2 hat auch den Vorteil, dass das Reinigen der Kesselrohre nicht behindert ist. Bei Stillstand der Lokomotive wird die Abdampfturbine mit Frischdampf betrieben, der im Bedarfsfalle auch während der Fahrt zugesetzt werden kann.
Bei der durch die Fig. 3 und 4 in zwei rechtwinkelig zueinander genommenen Schnitten dargestellten Ausführungsform sind zur Erzielung der getrennten Dampfzuführung bei Verwendung eines Turbinenrades T die beiden Abdampfrohre R getrennt bis an das Turbinengehäuse G bzw. bis an zwei in der Turbinenebene neben-oder hintereinander liegende Anschlussstutzen herangeführt. Ferner ist in dem Turbinengehäuse zwischen den beiden Dampfrohreinmündungsstellen eine Querwand L vorgesehen, durch die zwei getrennte, konzentrisch zum Turbinenrad liegende Dampfzuführungsräume L, und Le entstehen, von denen der eine mit der rechten und der andere mit der linken Maschinenseite in Verbindung steht.
Zwischen beiden Dampfräumen LI, Le kann noch ein weiterer durch Zwischenwände abgesonderter Dampfraum Lg vorgesehen sein, durch den Frischdampf zugeführt werden kann, der z. B. beim Stillstehen der Lokomotive zum Antrieb des Turbinenrades benutzt wird.
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Turbinengehäuses durch Leitschaufeln in Verbindung, die den unten aus dem Turbinenrad tretenden Abdampf in den Sammel-und Ableitungsraum F überleiten.
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Die Saugventilatoren G sind unmittelbar beiderseits des in der vertikalen Mittelachse der Rauchkammer liegenden Turbinengehäuses gemeinsam unter dem Kamin J angeordnet.
Soll nicht nur ein Teil, sondern der ganze Abdampf der Turbine andern Zwecken nutzbar gemacht werden, so wird, das Turbinengehäuse nach dem Kamin J zu geschlossen gehalten und die ganze Abführung des Turbinenabdampfes durch die aus der Kammer F führende Rohrleitung bewirkt. Diese kann auch unmittelbar also ohne Benutzung einer Abdampfkammer an das Turbinengehäuse angeschlossen werden.
Bei der getrennten Abdampfzuführung bei nur einem Turbinenrad ist es nicht notwendig, dass das
Turbinenrad T in der Mitte und die Saugventilatoren Gunmittelbar beiderseits derselben liegen. Vielmehr kann das Turbinenrad T auf der einen und der Saugventilator G auf der andern Seite der Rauchkammer oder es kann der Saugventilator in der Mitte, das Turbinenrad T seitlich liegen. In beiden Fallen wird eine getrennte Abdampfzuführung in gleicher Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 durch eine Zwischenwand L erzielt.
Die Anordnung des Turbinenrades auf der einen und des Saugventilators auf der andern Seite der Rauchkammer hat den Vorteil, dass sie leichter zu den Heizrohren in der Rauchkammer gelangen lässt und den Nachteil, dass durch den seitlichen Anbau des Saugventilators die Aussicht vom Führerstand etwas beeinträchtigt wird.
Die Fig. 5 zeigt in einem Querschnitt noch eine Kombination des unmittelbaren Anschlusses zweier
Saugventilatoren G an ein dazwischen liegendes Turbinenrad T nach Fig. 1 mit einer getrennten Abdampfzuführung, z. B. nach Fig. 3 und 4. Die beiden getrennten Abdampfzuführungsräume L'bzw. L2 und gegebenenfalls der Frischdampfzuführungsraum L3 ziehen sich bei dieser Ausführungsform um den einen Ventilator bzw. um dessen die Ventilatorflügel tragenden scheibenförmigen Körper herum.
Die Fig. 6 veranschaulicht noch eine Ausführungsform, die im Wesen der nach Fig. 2 entspricht und sich von dieser dadurch unterscheidet, dass an jedes der beiden seitlichen Turbinenräder T ein Venti- lator G angeschlossen ist. Jeder der beiden Ventilatoren kann, wie dargestellt, unter einem eigenen Kamin K liegen oder es kann für beide Ventilatoren ein gemeinsamer mittlerer Kamin vorgesehen sein.
Um bei grösseren Abdampfmengen mit Turbinenrädern von geringem Durchmesser auszukommen, kann der gemeinsame oder nach den beiden Maschinenseiten getrennt zur Anwendung gelangende Abdampf nach dem Zweiflusssystem verwendet, d. h. gleichzeitig zwei Abdampfturbinen zugeführt werden.
Eine dieser Arbeitsweise dienende Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 7 in einem Hohenschnitt dargestellt. Darnach sind beiderseits des für beide Maschinenseiten gemeinsamen Abdampfzuführungsraumes oder beiderseits der für beide Maschinenseiten gesondert vorhandenen Abdampf- zuführungsräume je eine Abdampfturbine T vorgesehen, die auf ihrer Aussenseite die Ventilatorschaufeln G trägt. Diesen beiden Abdampfturbinen wird der Abdampf der beiden Maschinenseiten gleichzeitig nach dem Zweiflusssystem zugeführt. Die von den Ventilatorschaufeln G durch 0 angesaugten Heizgase werden beispielsweise durch einen gemeinsamen Kamin E ausgestossen.
Die Vorrichtung nach der Erfindung besitzt auch den Vorteil, dass die Zugerzeugung unabhängig von den Auspuffschlägen der Lokomotive ist, was besonders für Steigungsfahrten grossen Wert besitzt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung für die Verwertung des Abdampfes einer Dampfmasehinenanlage, insbesondere einer Dampflokomotive, bei der eine Abdampfturbine einen Saugventilator zur Erzeugung des künstlichen Zuges antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugventilator (G) und die Turbine innerhalb der Rauchkammer unmittelbar unterhalb des Kamines (K) angeordnet sind.