DE11170C - Apparat und Verfahren zur Rückführung des Abdampfes einer Maschine in den Dampfkessel - Google Patents

Description

1880.

Klasse 13.

FRITZ STELLWAG in HERBORN (Nassau). Apparat und Verfahren zur Rückführung des Abdampfes einer Maschine in den Dampfkessel.

Patentirt im Deutschen Reiche vom i. Januar 1880 ab.

Der Apparat soll den Zweck haben, den Abdampf von Dampfmaschinen wieder in den Kessel zurückzuschaffen, um damit die Ersparnifs der Wärme zu erzielen, welche entweder mit dem Abdampf oder bei Maschinen mit Condensation mit dem warmen Condensationswasser verloren geht.

In Fig. ι ist ein Kessel mit Feuerungsanlage dargestellt, in Fig. 2 derselbe Kessel im Querschnitt. Unter dem Kessel befinden sich rechts und links zwei Dampfüberhitzer A und B. Fig. ι ist der Längsschnitt durch die Mitte des Kessels und durch die Mitte eines der beiden Dampfüberhitzer. Sowohl die Heizung des Kessels wie die jedes der beiden Ueberhitzer kann durch Kaminschieber vom Kamin abgeschlossen werden. Die Ueberhitzer bestehen aus schlangenförmig gewundenen Rohren, durch welche der Dampf behufs Aufnahme von Wärme hindurchströmt.

In Fig. 3 sind zwei Arbeitscylinder einer gekuppelten Dampfmaschine dargestellt. Der Cylinder C hat Steuerung für Expansion, der Cylinder D hat Steuerung für steten Volldruck des Dampfes. Durch die Maschinenwelle sollen die Gestänge der beiden Cylinder gekuppelt sein. Der Abdampf des Cylinders C geht mittelst Dampfleitung nach dem Ueberhitzer B. Der Abdampf des Cylinders D geht mittelst Dampfleitung nach dem Ueberhitzer A. Der Abdampf des Cylinders C strömt in den Ueberhitzer B bei E und verläfst ihn bei F. Der Abdampf des Cylinders D tritt in den Ueberhitzer A bei V und verläfst ihn bei W. Von den Ueb erhitzern gelangen mittelst Dampfleitung sowohl der Abdampf des Cylinders C als auch der Abdampf des Cylinders D nach dem in Fig. 4 dargestellten Dampfstrahlapparat. Der Abdampf des Cylinders C gelangt in den Dampfstrahlapparat durch das sich theilende Rohr G bezw. G und J. Der Abdampf des Cylinders D tritt in den Apparat durch das Rohr H. Der Abdampf des Cylinders D soll als Betriebsdampf des Strahläpparats gebraucht werden und mufs deshalb eine, gewisse Spannung haben, welche dadurch bestimmt werden kann, dafs die ringförmige Spalte bei K, durch welche derselbe von H aus in den Apparat eintreten mufs, mittelst Schraube und Handrad enger und weiter gestellt werden kann. Der Theil L des Apparats, durch welchen der Abdampf von G aus in den Apparat tritt, ist nämlich durch die Schraube nach der Rohrrichtung etwas verschiebbar. Wird die ringförmige Spalte enger gestellt, so entsteht vor dem Kolben des Cylinders D ein höherer Druck und der Dampf wird deshalb mit gröfserer Geschwindigkeit durch die ringförmige Spalte ausströmen. Wird die Spalte weiter gestellt, so wird ein geringerer Druck dnd eine geringere Ausströmungsgeschwindigkeit entstehen. Jedenfalls soll die Ausströmungsgeschwindigkeit dieses Betriebsdampfes des Apparats so grofs sein, dafs derselbe den Abdampf des Cylinders C zunächst ansaugt, wodurch vor dem Kolben des Cylinders C und auch in dem Ueberhitzer B ein theilweises Vacuum entsteht. Die Ansaugung des Abdampfes des Cylinders C durch den geprefsten Abdampf des Cylinders D geschieht sowohl bei der ringförmigen Eintrittsöffnung in der Düse K, als auch beim Austritt aus dieser Düse. Der Abdampf des Cylinders C •wird also den Ueberhitzer in sehr stark expandirtem Zustande passiren, wodurch sein Wärmeaufnahmevermögen sehr stark gesteigert ist. In dem Strahlapparat wird dieser Abdampf jedoch in der Düse K und dann in dem Rohr M O durch den expandirenden geprefsten Dampf wieder comprimirt, wodurch dieselbe Wärmemenge wieder frei werden soll, die er vorher aufgenommen hatte. Die hierdurch bewirkte Erhöhung der Temperatur wird um so höher sein, je gröfser die durch den Abdampf des Cylinders D in dem Rohr M O stattfindende Compression des Dampfes ist. Da der geprefste Abdampf des Cylinders Ό ebenfalls geheizt ist, wird sich die Temperatur sehr hoch stellen, so dafs die in dem Abdampf befindlichen Unreinigkeiten, Fett etc., die von der Maschine herrühren, zersetzt und verflüchtigt werden und dann dem Dampf gasförmig beigemengt bleiben. Durch die hohe Temperatur wird aber auch eine sehr starke Volumenvergröfserung des Dampfes stattfinden und dementsprechend die Dichtigkeit des Dampfes sich vermindern. Die hierdurch erhöhte Geschwindigkeit des Dampfes soll dazu benutzt werden, den Dampf in den Kessel zurückzuschaffen. Der Dampf soll zu dem Zweck ohne Abnahme an Geschwindigkeit an Dichtigkeit wieder zunehmen. Um dies zu erreichen, kommt der Dampf bei O, wo er die

höchste Temperatur hat, in einen Abkühler, bestehend in dem konischen Rohr OP. An dem Punkt P hat der Abkühler die engste Stelle. Das Rohr O P ist von einem weiteren Rohr umgeben, in welchem sich Wasser befindet, welches unter dem Druck des Kessels steht, indem es durch das Rohr Q mit dem Kesselwasser in Verbindung gebracht ist. Die Wandungen des Rohres O P sind von vielen haarfeinen Röhrchen durchbrochen, die in dem Rohr O P etwas vorstehen. Infolge des Druckes des Kesselwassers und der Saugwirkung des Dampfstromes, der das Rohr OP durchzieht, werden durch diese Röhrchen feine Wasserstrahlen in das Rohr O P eintreten und sofort beim Eintritt zerstäubt werden. Das zerstäubte Wasser wird theilweise verdampfen, so lange noch eine höhere Temperatur vorhanden ist, als dem gesättigten Dampfe von derselben Spannung, wie sie in dem Apparate herrscht, eigen ist. Theilweise wird das Wasser in Staubform dem Dampfe beigemengt bleiben, jedenfalls aber wird der Dampf abgekühlt. Durch das gleichzeitig sich verengende Rohr ist der Dampf gezwungen, seine Geschwindigkeit beizubehalten. Wenn die Spannung des Abdampfes in den Cylinder D und die Ueberhitzung des Abdampfes des Cylinders C hinreichend grofs gewählt werden, so wird nach Ansicht des Erfinders die lebendige Kraft des Dampfes in dem engsten Punkt P des Abkühlers grofs genug sein, um denselben passiren zu können. In der nun folgenden Erweiterung des Rohres verwandelt sich die grofse Geschwindigkeit des Dampfes wieder in Spannung, so dafs der Dampf im Stande ist, in den Kessel einzutreten. In Fig. ι ist bei S das Ventil dargestellt, durch das der Dampf wieder in den Kessel eintritt. Bei R ist ein anderes Ventil angebracht, das dem Dampf ermöglicht, in die freie Luft auszutreten, wenn das Gewicht gehoben wird, welches das Ventil belastet. Zwischen diesen beiden Ventilen mündet die vom Strahlapparat kommende Dampfleitung. Um den Apparat in Gang zu bringen, soll das Gewicht bei R so lange gehoben werden, bis der Dampf durch den freien Austritt in die Luft die nöthige Energie erhalten hat, den Kesseldruck zu überwinden. Der Hahn des Wasserzuführungsrohres zu dem Abkühler bei Q mufs vorher geöffnet werden.

Da der Kessel allen Dampf wieder erhält, soll er eine Feuerung nur zum Anheizen nöthig haben. Ist der Kessel hinreichend mit Druck versehen, so wird die Heizung den Ueberhitzern ebenfalls zugewendet und dann vom Kessel ganz abgestellt, wenn die Maschine im Gang ist.

Der Dampf, der in dem Abkühler sich aus dem zerstäubten Wasser bildet, soll dazu dienen, die sämmtlichen Dampf- und Wärmeverluste zu ersetzen und soll theilweise abgeblasen werden. Durch das stete Abblasen sollen die Luft und die permanenten Gase, die sich aus den Unreinigkeiten des Abdampfes bei dessen hoher Erhitzung gebildet haben, aus dem Dampf entfernt werden, indem sich der Dampf stets nach und nach erneuert.

Soll die Maschine nur mit einem Cylinder betrieben werden, so mufs der Betriebsdampf des Dampfstrahlapparats, der durch das Rohr H eintritt, direct dem Kessel entnommen werden. Der Betrieb des Apparats ist sonst genau derselbe, wie schon beschrieben. Der Betriebsdampf für den Apparat kommt dann mit vollem Kesseldruck in denselben. Eine Ueberhitzung desselben ist deshalb nicht wohl zulässig und der Betrieb des Apparats darum weniger vortheilhaft.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Das Verfahren, den Abdampf einer Maschine zu überhitzen und nach Ansaugung durch einen Dampfstrahl mittelst desselben zu spannen behufs Erreichung eines durch die Spannung des überhitzten Dampfes hervorgebrachten höheren Wärmegrades und einer, der geringeren Dichtigkeit und dem gröfseren Volumen infolge der Temperaturerhöhung darauf entsprechenden gröfseren Geschwindigkeit des durch den Dampfstrahl gespannten Abdampfes in den Düsen des Strahlapparats.

2. In dem Strahlapparat der Abkühler des erhitzten Dampfes, in welchem der überhitzte Dampf ohne grofse Verminderung der Geschwindigkeit durch Wasserstaub in einem sich- verjüngenden Rohre abgekühlt wird während seiner gröfsten Geschwindigkeit, um ohne Verminderung derselben an Dichtigkeit zuzunehmen, behufs Rückführung des Dampfes in den Kessel oder sonstiger weiterer Benutzung, nachdem die Geschwindigkeit des Dampfes mit Hülfe der vermehrten Dichtigkeit die entsprechende Spannung erzeugt hat.

3. In dem Strahlapparat das Verfahren, den Wasserstaub wie beschrieben zu erzeugen mittelst Zerstäubung von feinen Wasserstrahlen, zum Zweck der Abkühlung des Dampfes und der mechanischen Vermehrung des specifischen Gewichts desselben durch Beimengung von Wasserstaub.

4. Das Verfahren, bei Dampfmaschinen mit zwei Arbeitscylindern den Abdampf der beiden Cylinder zu überhitzen, um, wie beschrieben, den überhitzten Abdampf des einen Cylinders statt des frischen Kesseldampfes als Betriebsdampf eines Dampfstrahlapparats zu gebrauchen, um die im Patent-Anspruch 1. angegebene gröfsere Geschwindigkeit in den Düsen des Apparats zu erzielen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.