Dampfanlage, deren Dampfquelle in Parallelschaltung teils einen Wärmespeicher, teils Verbraucher speist. Dampfanlage, in denen aus Dampfkesseln Dampfverbrauchsstellen mit schwankendem Dampfverbrauch gespeist werden, haben den Nachteil, dass die Befeuerung der Kessel den Schwankungen im Dampfverbrauch angepasst werden muss. Das ist besonders bei mecha nischen Feuerungen recht störend.
Durch -'@7ärmespeicher können diese Schwankungen der Belastung der Kessel ausgeglichen wer den, wenn man gemäss vorliegender Erfindung durch die Dampfquelle in Parallelschaltung teils den Wärmespeicher, teils Dampfver braucher speist und in die zum Wärmespeicher führende Leitung eine Ventilvorrichtung ein schaltet, die schon bei einer geringen Er höhung des Leitungsdruckes den überflüssigen vom Dampfverbraucher nicht benutzten Dampf mittelbar oder unmittelbar in Richtung gegen den Wärmespeicher übertreten lässt, bei Ver minderung des Leitungsdruckes aber die Dampfzufuhr nach dem Wärmespeicher ver mindert oder ganz absperrt. Diese Ventil vorrichtung soll im folgenden "Überström- ventil" genannt werden.
Parallel zu diesem Überströmventil wird zweckmässig ein Druckminderungsventil an geordnet, das vom Druck hinter dem Ventil derart beeinflusst wird, dass es sich,-,bei Ab nahme dieses Druckes öffnet. so dass dann gleichfalls Dampf in Richtung gegen den Wärmespeicher durchströmen kann.
Auf beiliegender Zeichnung sind eine Reihe. von Ausführungsbeispielen des Erfin dungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch eine Dampfanlage, deren Dampf kessel Pmittelst der Leitung Li einen Dampf verbraucher Ai speist; und zwar beispielsweise mit einem Druck von 10 kg.
In die von der Leitung Li zwischen Dampfkessel P und Dampfverbraucher Al nach dem Wärme speicher A führende Zweigleitung La ist das Überströmventil 0i., eingeschaltet, das bei einer geringen Steigerung des Druckes in der Leitung Li Dampf zum Speicher A über strömen lä sst. Der Speicher ist bis auf einer gewissen Höhe mit heissem Wasser gefüllt und arbeitet beispielsweise zwischen Drücken im Betrage von 1-3 kg.
Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Ausfüh rungsform eines solchen Überstrü mventils. Der als Doppelventil ausgebildete Ventilkörper o ist durch eine Stange mit dem Balg B (Kolben oder Membran) verbunden, der einer seits vom Leitungsdruck P anderseits voll Feder I' so beeinflusst wird, dass bei einer bestimmten Erhöhung des Druckes in der Leitung Li das Ventil o geöffnet wird und Dampf nach der Leitung L,,
überströmen lässt, die nach dem Wärmespeicher führt und in der ein veränderlicher Druck P,, herrscht. Die Feder I' kann beispielsweise so einge stellt werden, dass das Ventil o bei einem Leitungsdruck P voll 10,1 kg sich üffriet, während es bei 10 kg Druck wieder<B>ge-</B> <I>,</I> s e,
bloc "seil wird. Zwischen diesen beiden Grren- zen drosselt das Ventil o die durchströmende Dampfmenge mehr oder weniger ab.
Ein solches Ventil unterscheidet sich also von einem Di#acli:minderangsventil dadurch, dass der den Ventilkörper steuernde Kolben oder die Membran vom Zuleitungsdruck beherrscht wird, wühr-end der Kolben eines Druckver- ininderungsventils unter dein Druck hinter dein Veritilkürper steht.
Die vorliegende Ventilvorrichtung lässt so init Dampf aus der Verbraucherleitung in den Wärmespeicher überströmen, wenn der Druck in der Leitung L, zwischen-Dampferzeuger P und Dampfverbr < aucher.4, ein gewisses Müchst- mass übersteigt. Sinkt aber der Druck P in der Leitung Li, so drosselt das Ventil die Dampfmenge mehr oder weniger ab.
Sinkt der Druck in der Leitung Li unter ein be stimmtes Mindestmass, so schliesst es sich vollstündig, so dass dann durch dieses Ventil kein Dampf mehr nach dein Speicher A ge langt. Das Ü berstrümventil öffnet zum Bei spiel, wenn zufolge einer Abstellung des Ver brauchers A, der Druck in der Leitung L, steigt. Das Ü ber:strümventil hat also die neue technische Wirkung, dass in der Leitung Li auftretende Druckerhöhungen auf den Spei cher A übertragen und von der Kesselan lage P ferngehalten werden.
Tritt in der Leitung L, infolge stärkeren Dampfverbrauches im -Verbraucher A, eine zu starke Druckverminderung ein, so dass das Überstrümventil vollständig geschlossen wird, so muh die Di@iicl@vermirlderung durch eine, stärkere Beheizung des Kessels P ausgeglichen werden. Ein geringer Mehrverbrauch all Dampf in der Leitung Li kann lediglich durch das Speicher ungsvermügen der Kesselanlage ge deckt werden.
Parallel zum Überströmventil 0,., ist in einer Umgangsleitung ein Druckv erminderungs- ventil Ri" Fig. 1 eingeschaltet, dessen Kolben oder Membran vom Druck der Zweigleitung L,L so beeinflusst wird, dar es Dampf aus der Leitung L, nach dein Wärniespeicher A über treten lässt, wenn der Druck in der Leitung L;
, und demnach im Wärmespeicher A unter eine gewisse Grenze, beispielsweise 1 kg. sinkt. Je nach der Menge des dem Wärmespeicher _-1 zu geführten Dampfes wird der Druck P" im Spei cher J schwanken, beispielsweisezwischen 1 und 3 kg.
Soll in der den Verbraucher 4- speisenden Leitung L- aber ein ständiger Druck P- voll beispielsweise 1 kg herrschen, so wird in die voll Wärmespeicher A nach der Entlade leitung L2 führenden Zweigleitung b ein Druckminderungsventil P,_ eingeschaltet, das voll dein in der Leitung L_, herrschenden Druck so beeinflusst wird,
dah in dieser Leitung ein Druck von 1 Atm. herrscht.
Das Druckminderungsventil Ri,, könnte auch bei der Anordnung der Fig. 1 .statt an die Ladeleitung Ldes Wärmespeichers A all dessen Entladeleitung l angeschlossen werden.
Endlich könnte das Druckminderungs- ventil Ri., auch hinter dem Druckniinderungs- ventil Re. <I>bei r</I> (Fig. 1 und 3) an die Lei tung L2 angeschlossen werden.
In beiden Fällen wird der Dampfverbraucher A2 dann unter Umgehung des Wärmespeichers A aus der Leitung Li Dampf erhalten, was aber nur in Betracht kommt, wenn im Speicher .Mangel all Dampf herrscht.
Wie Fig. 3 erkennen lässt, kann ein Übel-- str#ömverltil O,,, auch bei Wärmespeichern A benutzt werden, deren Lade- und Entlade- leitung mit Iiückscblagventilen -i versehen i,
t. Bei dieser Ausführungsform ist die Zweig- leitu11g L# mit der Entladeleitung Lt des Speicher" derart verbunden, dass Dampf aus der Leitung L, auch unmittelbar unter -Um- #"eliung des Speichers durch das Druck- ininderungsventil R.,2 nach demVerbraucherA2 gelangen kann. Dampf von höherem Druck wird aber in den Wärmespeicher A über strömen und hier aufgespeichert.
Da bei einer solchen Dampfanlage der Kesseldruck-ständig in gleicher Höhe bleibt, so muss die Befeuerung der Kessel nach dem ini Wärmespeicher A herrschenden Druck geregelt werden. Zu diesem Zweck wird der Wärmespeicher A mit einem am Heizerstand vorgesehenen Manometer .dl (Fig. 1 und 3) verbunden, so dass der Heizer die Feuerung entsprechend der Änderung des Speicher druckes bedienen kann, und zwar genau so, als ob die Druckschwankungen sich in der Kesselanlage anstatt im Wärmespeicher ab spielten.
Ein Überströmventil kann natürlich auch benutzt werden, wenn die Leitung L, nicht aus einer Kesselanlage gespeist wird, sondern Dampf aus andern Quellen, beispielsweise Abdampf einer Gegendruckmaschine, erhält. Dei# Leitung L: können ferner, wie in Fig. 4 angenommen, auch Dämpfe verschiedener Quellen ---117 zugeführt und endlich kann auch Dampf verschiedenen Verbrauchern<B>E A6</B> abgegeben werden.
Unter der-Annahme, dass die Summe aller zugeführten Dampfmenge E A7 mit der Summe aller fortgeleiteten Dampfmengen ----46 genau übereinstimmt, bleibt der Leitungsdruck der Leitung L@a der gleiche, und das Über- strömveiitil 0,a, bleibt also geschlossen. Ver- grössert sich nun die zugeführte .
A7 oder verkleinert sich die fortgeleitete Dampfmenge Z Ar" so steigt der Druck P2, und das Über strörnventil Dia sendet den Dampfüberschuss durch Leitung L,, nach dem Speicher A, in dem ein schwankender Druck P., herrscht.
Nimmt anderseits die der Leitung L2 zuge führte Dampfmenge E-47 ab, oder nimmt die fortgeleitete Dampfmenge<B>Z Ar,</B> zu, so sinkt der Druck P2, und das Überströmventil 01" schliesst sich so weit, dass die Dampfmengen - 8A7 und<B>E</B> Ar, einander entsprechen.
Ver mindert sich aber die zugeführte Dampf menge<B>E A7</B> darüber hinaus, oder vergrössern sich die fortgeleiteten Dampfmengen E Ar" so muss, falls der Druck P2 auf gleicher Höhe erhalten werden soll, der Leitung L2 höher gespannter Dampf mittelst Leitung Li durch ein Druckminderungsventil Ri., zuge führt werden. Das Überströmventil 01p und das Druckminderungsventil Ri., können so nach niemals gleichzeitig offen sein.
Im Gegenteil ist es für eine richtige Wirkung dieser beiden Ventile unbedingt erforderlich, dass von ihnen immer nur eines offen ist, oder beide geschlossen sind, derart, -dass bei etwas gesteigertem Leitungsdrucke P2 das Überströmventil Dia, bei etwas vermindertem Drucke P2 dagegen das Druckverminderungs- veritil Ri" sich öffnet.
Das Schaubild Fig. b veranschaulicht -die durch das Druckminderungsventil der Leitung L2 zugeführte beziehungsweise die durch das Uberströmventil von der Leitung L2 fort geleitete Dampfmenge An, bezw. Ao als Funk tion des Leitungsdruckes P2, die Ordinaten stellen die Dampfmengen, die Abszissen die Dampfdrücke dar, wobei angenommen wurde, dass der Leitungsdruck Pfür gewöhnlich auf 4,0 kg gehalten werden soll, und zwischen 3,9 und 4,1- kg schwanken darf.
Ein derartiges Zusammenwirken der Ven tile Dia und Ria kann leicht erzielt werden, indem man Federn verschiedener Spannung für die beiden Ventile wählt. In den meisten Fällen wird es jedoch zweckmässiger sein; die Ventile mechanisch miteinander zu kup peln. Eine derartige Kupplung der Ventile ist beispielsweise in Fig. 6 veranschaulicht.
Aus der Leitung Li von höherem Druck Pi, beispielsweise 10 kg, soll bei Bedarf Dampf von vermindertem Druck der Leitung L2 zu geführt werden, in der ein gleichmässiger niedriger Druck P2, beispielsweise von 2 kg erhalten werden soll, während L., die nach dem Wärmespeicher führende Leitung ver anschaulicht, in dem ein veränderlicher Druck P,,, beispielsweise von 2-0,6 kg herrscht.
Die Ventile Ptia, und Dia, sind durch eine schwache Feder f gegen ihre Ventilsitze gepresst und werden durch eine Stange S beeinflusst, die in an sich bekannter Weise oben mit einem Balg 13 und einer Feder F verbunden ist. An das Ventilgehäuse sind die Leitungen Li, L= und La wie dargestellt, angeschlossen.
Steigt der Druck P:, der Leitung L2 aus irgend einem Grunde, so hebt der Balg B die Stange<B>8</B> dem Druck der Feder F ent gegen und der Bund Ri der Stange 8' liebt das untere Ventil 0", von seinem Sitz, so class der überflüssige Dampf in die Leitung L1 nach dem Speicher überströmt.
Sinkt da gegen der Druck P2 in der Leitung L2, so treibt die Feder F die Stange AS' nach unten und der Bund Ro der Stange .S' öffnet das obere Ventil & " so dass nun Dampf aus der Leitung Li iri die Leitung L2 über strömen kann.
Falls mehrere Dampfleitungen Li, L_ USW. finit verschiedenem Dampfverbrauch Ai, A2 usw. vorgesehen sind, so werden derartige zusam- menwirkende Überström- und Druckminde- rungsventile zwischen sämtliche Leitungen angebracht.
So ist zum Beispiel nach Fig.7 angenommen, dass vier Leitungen Li, L2, <I>La</I> und L4 vorhanden sind, die je Dampfver braucher Ai, A2, <I>As</I> und A-i mit Dampf von beispielsweise 10 kg, 6 kg, 3 kg und 1 kg speisen.
012, 023 <B>und 0%</B> sind die Über strömventile, Ri2, r23, R31, und R.,4 die Druckminderungsventile. Durch strichpunk tierte Linien ist angedeutet, wie das Druck rninderungsventil R,2 mit dem GTberström- ventil 02s, das Druckminderungsventil R:3 mit dein Überströmventil 03a, usw. gemäss Fig. 6 verkuppelt ist.
An die Leitung L.4 ist der Speicher A angeschlossen und das unmittelbar vor dein Speicher befindliche Drucknrinderungsventil R,-" wird zweckmässig auf den niedrigsten Druck eingestellt, der im Speicher herrschen soll, wenn dieser ganz entladen ist;
in dem angenommenen Beispiel also 1 kg, während der höchste Speicherdruck 3 kg beträgt. Darin wird dieses Ventil R3,, zweckmässig mit dem hinter dem Speicher gelegenen Druckminde- rungsventil R.,4 mechanisch oder durch Wahl von verschiedenen Federn derart in Abhängig keit gebracht, dass Ran erst öffnet, nachdem R,i sich vollständig geöffnet hat.
Hierdurch wird erzielt, dass der Speicher A zunächst vollständig entladen wird und erst darin Zusatzdampf dein Verbraucher A.r zugeführt wird. Die mechanische Verbindung der beiden Druckminderungsventile Rs" und R.,4 kann in grundsätzlich derselben Weise vorgenom men werden, wie in Fig. 6 für ein ÜTber- strömventil und ein Druckminderungsventil dargestellt ist.
Angenommen, in Fig. 7 werde beispiels weise der Dampfverbrauch einer Verbrauchs stelle A3 der Leitung L3 plötzlich herab gesetzt,währ end das Dr-uckminder ungsverrtilR2a geschlossen ist, so öffnetdasÜberströmverrtil03" und lässt den überflüssigen Dampf aus der Leitung La unmittelbar, in den Speicher A überströmen. Ist dagegen das Druckminde- rungsventil Pes offen, so schliesst sich dieses Ventil Res zuerst, wodurch der Druck in der Leitung L2 etwas steigt.
Ist nun das Dr.uckminderungsventil P12 zufällig geschlos sen, so wird die freigewordene Dampfmenge, welche vorher durch R23 hindurchströmte, jetzt durch 023 abgelassen. Ist die freige wordene Dampfmenge grösser als die Dampf menge, die durch R23 hindurchströmte, so steigt der Druck in der Leitung L3 und das Überströmventil Osa, wird geöffnet, so dass es die überflüssige Dampfmenge in den Speicher A überströmen lässt.
In gewissen Fällen können auch Leitungen umgangen werden, so dass zum Beispiel das Überströmventil 0i2 nicht Dampf nach der Leitung L.-:, sondern nach der Leitung L3 oder L.i überströmen lässt.
Derartige in die Anlage eingebaute Ven tile gleichen in Verbindung mit dem Wärme speicher nicht nur Änderungen im Dampf verbrauch innerhalb der Anlage, sondern auch etwa durch ungleichmässige Brennstoffzufuhr nach dein Kessel entstehende Druckschwan- kungen aus. Solche Schwankungen können durch in verschiedener Menge zur Verfügung stehende Wärmequellen, wie z. B. Hochofen gase, Abwärme aus Öfen usw., in gewissen Ausnahmefällen auch durch elektrischen Strom verursacht werden.
Aber auch beim .Heizen mit Kohle, Holz und dergleichen, entstehen wie durch ausgeführte Versuche nachgewiesen, unvermeidliche Schwankungen, die auf eine ungleichförmige Zusammensetzung des Brenn stoffes zurückzuführen sind, oder durch die Bedienung der Anlage hervorgerufen werden. Auch bei selbsttätigen Feuerungsanlagen ent stehen derartige, häufig sehr heftige Ver änderungen. Auch diese werden ohne weiteres vom Speicher durch Vermittlung der be schriebenen Vorrichtungen ausgeglichen. Der Wirkungsgrad der Anlage wird durch diese Einrichtungen beträchtlich erhöht, wie durch ausgedehnte Versuche nachgewiesen ist.