DE11990C

DE11990C - Explosion-proof steam generator

Info

Publication number: DE11990C
Application number: DENDAT11990D
Authority: DE
Original assignee: G. GOEPEL und F. RECK in Schweinfurt a. M

Description

1880.1880.

Klasse 13.Class 13.

GEORG GOEPEL und FRIEDRICH RECK in SCHWEINFURT a. M.GEORG GOEPEL and FRIEDRICH RECK in SCHWEINFURT a. M.

Explosionssicherer Dampferzeuger.Explosion-proof steam generator.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 20. Mai 1880 ab.Patented in the German Empire on May 20, 1880.

In der Zeichnung ist:In the drawing is:

Fig. ι Verticalschnitt durch die Mitte, sämmtliche Organe des Apparats zeigend.Fig. Ι Vertical section through the middle, all Showing organs of the apparatus.

Fig. 2 Horizontalschnitt nach C-D des Verticalschnittes, die Anordnung der Rohre, des Vorsieders mit Dampfmantel und den Rost veranschaulichend. Fig. 2 Horizontal section after CD of the vertical section, the arrangement of the pipes, the pre-boiler with steam jacket and the grate illustrating.

Fig. 3 Horizontalschnitt nach A-B der Fig. 1, die Anordnung der Wasser- und Dampfgänge im Cylinder C zeigend.3 shows the horizontal section according to AB of FIG. 1, the arrangement of the water and steam passages in the cylinder C. FIG.

Fig. 4 sind Ueberhitzungsrohre im Durchschnitt mit den Scheidewänden r. Durch die Pfeile ist der Dampfweg angedeutet.Fig. 4 are overheating tubes on average with the partitions r. The steam path is indicated by the arrows.

Fig. 5 zeigt die Speisepumpe von vorn gesehen, t ist Saugrohr, t' Steig- oder Druckrohr, /" ein Rohr für das überschüssige Wasser.Fig. 5 shows the feed pump seen from the front, t is suction pipe, t ' riser or pressure pipe, / "a pipe for the excess water.

Fig. 6 ist der Speiseregulator in gröfserem Mafsstab,Fig. 6 is the feed regulator on a larger scale,

Fig. 7 die Disposition der Verbindung vom Sieder mit dem Vorwärmer.7 shows the disposition of the connection between the boiler and the preheater.

Der Construction liegen folgende Ideen zu Grunde:The construction is based on the following ideas:

Der Apparat soll mit geringen, unter höherem Druck erhitzten Wassermengen und ohne gröfseren Dampfvorrath genügend und gleichmäfsig Dampf zu einem bestimmten Zweck liefern. Der gebildete gesättigte Dampf wird auf dem Weg nach seinem Bestimmungsort getrocknet und überhitzt. Der nöthige Vorrath kochenden Wassers, welcher zu einem gleichmäfsigen Betrieb erforderlich ist, befindet sich in einem offenen Gefäfs, worin auch der Kesselstein abgesetzt wird. Der Abdampf wird wieder mit zum Kochen des Wassers verwendet. Um für den Apparat möglichst wenig Bedienung erforderlich zu machen, ist die Feuerung mit Füllschacht eingerichtet. Der Feuerzug in dem Ofen wird direct verändert und zwar selbstthätig, dem Dampfdruck entsprechend, sobald die Wärmeentwickelung zu stark wird. Das zu verdampfende Wasser wird durch eine continuirlich wirkende Speisepumpe aus dem Kochgefäfs in den Verdampfungsapparat gedrückt; der Zuflufs regulirt sich ebenfalls selbstthätig.The apparatus should use small amounts of water heated under higher pressure and without larger amounts Supply of steam supply sufficient and even steam for a specific purpose. The educated saturated steam is dried and superheated on the way to its destination. The necessary supply of boiling water, which is necessary for an even operation, is in an open vessel, in which the scale is also deposited. The exhaust steam is used again to boil the water. In order to make as little operation as possible required for the device, is the furnace is set up with a hopper. The draft in the furnace is changed directly and that automatically, according to the vapor pressure, as soon as the development of heat increases becomes strong. The water to be evaporated is fed by a continuously acting feed pump pressed out of the cooking vessel into the vaporizer; the influx is also regulated automatic.

Der Dampferzeuger stellt sich wie folgt zusammen: Auf einem gufseisernen Fundament A, Fig. ι und 2, ruht das aus zwei Abtheilungen bestehende, ringförmige Blechgefäfs B. Der innere weite Ring enthält das zu kochende Wasser, während durch den äufseren engen Ring der Abdampf geht. Dieser letztere Raum ist ganz geschlossen zusammengenietet und hat blos eine Ein- und Ausströmung für den gebrauchten Dampf, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Auch ist noch eine Vorrichtung zum Ablassen des condensirten Wassers vorhanden. Der Wasserraum ist oben und unten durch zwei unter sich verschraubte Ringe α α abgeschlossen, welche sich auf angenietete, ringförmige Ansätze der Blechwand auflegen und abgedichtet werden. Durch diese Anordnung kann der sich bildende Kesselstein leicht beseitigt werden. ' Der Wasserraum von B steht vermittelst des Rohres k, Fig. 7, mit einem höher stehenden Vorwärmer JV in directer Verbindung. Das Wasser in dem Kessel B wird von innen durch die Einwirkung des Feuers und von aufsen durch den Abdampf im Sieden erhalten, d. h. auf ca. 102 bis 103⁰ C. erhitzt. Der hierbei sich entwickelnde Dampf entweicht durch das Rohr / in den offenen Vorwärmer, während entsprechend Wasser durch das Rohr k wieder zutritt. Infolge dieser Anordnung wird das Wasser in B etwas über die gewöhnliche Siedetemperatur gebracht, ohne dafs eine gefahrbringende Spannung eintreten kann. Der aus B entweichende Dampf giebt seine Wärme in dem Vorwärmer N ab, indem er direct in das Wasser geleitet wird. Der Abdampf kann, nachdem derselbe durch B gegangen ist, nochmals zum Anwärmen des Vorwärmers verwendet werden.The steam generator is composed as follows: On a cast iron foundation A, Fig. 1 and 2, rests the two-part, ring-shaped sheet metal vessel B. The inner wide ring contains the water to be boiled, while the exhaust steam passes through the outer narrow ring . This latter space is riveted together completely closed and only has an inflow and outflow for the used steam, as can be seen from FIG. There is also a device for draining off the condensed water. The water space is closed at the top and bottom by two rings α α screwed under each other, which rest on riveted, ring-shaped extensions of the sheet metal wall and are sealed. With this arrangement, the scale that forms can be easily removed. The water space of B is by means of the pipe k, Fig. 7, in direct connection with a higher preheater JV. The water in the boiler B is obtained from the inside by the action of the fire and from without through the exhaust steam at boiling point, ie, heated to approximately 102-103 ⁰ C.. The steam that develops in this case escapes through the pipe / into the open preheater, while water accordingly re-enters through the pipe k. As a result of this arrangement, the water in B is brought a little above the usual boiling temperature without a dangerous voltage being able to occur. The steam escaping from B gives off its heat in the preheater N by being led directly into the water. The exhaust steam, after having passed through B , can be used again to warm up the preheater.

Der Verdampfungsapparat besteht aus einem kräftigen, ringförmigen Kopfstück C aus Gufseisen, _;von welchem aus die Verdampfungs- und Ueberhitzungsrohre 1, 2, 3 in den Feuerraum hinabreichen. Dieser Gufscylinder hat innen verschiedene, durch aufrechtstehende Rippen gebildete Abtheilungen und wird durch einen dicht aufgepafsten Deckel abgeschlossen. Derselbe wird mittelst Schrauben d, welche in angegossenen Querstücken ihren Halt haben, aufgeschraubt. Das Wassergefäfs B, sowie die in concentrischen Ringen angeordneten, in denThe evaporation apparatus consists of a strong, annular head chip C from _Gufseisen; from which the evaporation and overheating pipes 1, 2, 3 reach down into the furnace. This cast cylinder has on the inside various sections formed by upright ribs and is closed by a tightly fitted lid. It is screwed on by means of screws d, which are held in cast cross-pieces. The water vessel B, as well as those arranged in concentric rings, in the

starken Boden von C eingeschraubten Rohre schliefsen den Feuerraum ein.strong bottom of C screwed-in pipes enclose the combustion chamber.

Die äufseren dünnen Rohre, Fig. i, 2, 3, welche theilweise Wasser enthalten, stehen auf einer Platte des Fundamentes A auf und tragen so den ganzen Verdampfungsapparat. Die innern Rohrreihen sind in gleichmäfsigen Abstufungen abgekürzt, damit ein Raum für das Brennmaterial hergestellt werde. Die innern Rohre sind unten durch gufseiserne Mäntel geschützt. Das Ganze wird durch eine starke Blechhaube D abgeschlossen, von welcher aus ein Zugrohr in den Kamin geht.The outer thin tubes, Figs. 1, 2, 3, which partly contain water, stand on a plate of the foundation A , and thus support the whole evaporation apparatus. The inner rows of tubes are shortened in equal steps so that a space for the fuel is created. The inner tubes are protected at the bottom by cast iron sheaths. The whole thing is completed by a strong sheet metal hood D , from which a draw tube goes into the chimney.

Das Fundament A trägt den runden Rost E, der sich mittelst eines Gelenkes nach unten öffnen läfst. Hierdurch kann sowohl der Luftzutritt vergröfsert als auch der Feuerraum sofort entleert werden. Nach oben bildet das Fundament A einen Ring, in den die äufseren Rohre eingestellt sind und worauf auch das Kochgefäfs B aufsitzt.The foundation A carries the round grate E, which can be opened downwards by means of a joint. This means that the air inflow can be increased and the combustion chamber can be emptied immediately. At the top, the foundation A forms a ring in which the outer tubes are set and on which the cooking vessel B is seated.

F ist ein von C bis auf den Boden von A reichendes Wasserrohr, welches den Speiseregulator enthält, dessen Wirkungsweise folgende ist: Das Rohr F, Fig. 6, ist je nach Gröfse des Apparates 50 bis 80 mm weit; dasselbe ist von verhältnifsmäfsig sehr grofser Wandstärke und ist in den Boden des Cylinders C, in eine besondere Kammer desselben mündend, eingeschraubt, Fig. .1/3 undo. Unten ist das Rohr geschlossen und steht auf der Platte von A auf. Innerhalb desselben bewegt sich ein kupferner Schwimmer^', durch welchen das das Speisewasser zuführende Rohr hindurchgeht, das zugleich als Axe des Schwimmers dient. Im unteren Theil ist eine Führung m befestigt, durch welche das Speiserohr mit Spielraum hindurchgeht. An diesem Rohr ist oben eine Bronzebüchse p angelöthet, welche sich, dicht eingeschliffen, in dem Metallgehäuse M schiebt. Dieses Gehäuse ist senkrecht über dem Rohr F auf dem Deckel des Kopfstücks C montirt. Nach oben ist M durch eine Verschraubung geschlossen, welche eine Stopfbüchse trägt. Eine Stange n, welche mit der Büchse p verbunden ist, geht durch die Stopfbüchse ins Freie, um die Bewegung des Schwimmers . reguliren und controliren zu können. Die Regulirung wird dadurch, dafs die Hohlkugel, welche an der Stange des Schwimmers angebracht ist, mehr oder weniger mit Quecksilber oder Blei gefüllt wird, bewerkstelligt. An das Gehäuse M ist ein Rohr angegossen, durch welches das Speisewasser zugeführt 'wird. Hinter dem Druckrohr der Pumpe befindet sich ein Ventil 0, durch welches bei geschlossenem Regulator das Speisewasser zurückfliefst. Die Büchse/ umschliefst ein Kanal des Stückes M. In der Büchse sind Oeffnungen angebracht, durch welche das Speisewasser in das absteigende Rohr gelangt. Ist das Rohr F nicht voll Wasser, so sinkt der Schwimmer in demselben und mit ihm die Schieberbüchse/ in die untere Stellung, die in Fig. 6 gezeichnet ist. Das Speisewasser tritt ungehindert in der Richtung der Pfeile ein, geht durch die Axe des Schwimmers und tritt unten in F aus, um von da weiter zur Verdampfung zu gelangen, indem»; es in dünner Schicht an den Aufsenwänden von F aufsteigt. Ist Rohr F genügend gefüllt, so wird der Schwimmer steigen und der Wasserzuflufs durch / abgesperrt werden. Das continuirlich zugeführte Speisewasser wird dann durch das Ventil 0 gedrückt und fliefst durch das Rohr t", Fig. 5, nach B zurück. Ventil 0 wird durch eine Schraubenfeder angedrückt. Es regulirt sich somit der Wasserstand in C s'elbstthätig. F is a water pipe reaching from C to the bottom of A , which contains the feed regulator, the mode of operation of which is as follows: The pipe F, FIG. 6, is 50 to 80 mm wide, depending on the size of the apparatus; it has a comparatively very large wall thickness and is screwed into the bottom of the cylinder C, opening into a special chamber of the same, Fig. 1/3 undo. The tube is closed at the bottom and rests on A's plate. A copper float moves within it, through which the pipe which supplies the feed water and which at the same time serves as the axis of the float passes. In the lower part a guide m is attached, through which the feed pipe passes with clearance. A bronze bushing p is soldered to the top of this tube, which, ground tightly, slides into the metal housing M. This housing is mounted vertically above the pipe F on the cover of the head piece C. At the top, M is closed by a screw connection which carries a stuffing box. A rod n, which is connected to the sleeve p , goes through the stuffing box to the outside to keep the float moving. to be able to regulate and control. The regulation is effected by the fact that the hollow sphere which is attached to the rod of the float is more or less filled with mercury or lead. A pipe through which the feed water is supplied is cast on the housing M. Behind the pressure pipe of the pump there is a valve 0 through which the feed water flows back when the regulator is closed. The box / encloses a channel of the piece M. In the box there are openings through which the feed water gets into the descending pipe. If the pipe F is not full of water, the float sinks into the same and with it the slide bushing / into the lower position shown in FIG. 6. The feed water enters unhindered in the direction of the arrows, goes through the axis of the float and exits at the bottom in F , in order to proceed from there to the evaporation, in that »; it rises in a thin layer on the outer walls of F. If pipe F is sufficiently full, the float will rise and the water supply through / will be shut off. The continuously supplied feed water is then pressed through the valve 0 and flows back through the pipe t ", Fig. 5, back to B. Valve 0 is pressed on by a helical spring. The water level in C s' is thus regulated automatically.

G, Fig. i, stellt den Zugregulator dar. Derselbe besteht aus einem Gehäuse ähnlich dem eines Plattenfedermanometers. Die untere Hälfte des Raumes, welcher durch die Plattenfeder f getheilt ist, steht mit dem Dampfraum in Verbindung. Auf derselben steht ein Stift/, welcher sich in einer Büchse in dem Deckel führt. Ein Doppelhebel g dreht sich um den Stützpunkt z; derselbe liegt mittelst einer Warze auf Stift f auf. Ein verstellbares Gewicht auf diesem Hebelarm drückt denselben nach unten. Die andere Seite des Hebels £· steht mittelst der Zugstange h mit einer Kurbel der Drosselklappe G' in Verbindung und bewegt dieselbe, je nach dem Dampfdruck, öffnend oder schliefsend. Der Zugregulator wird so gestellt, dafs bei erreichtem höchsten Dampfdruck die Drosselklappe G ganz geschlossen wird. G, Fig. I, represents the tension regulator. It consists of a housing similar to that of a diaphragm pressure gauge. The lower half of the space, which is divided by the plate spring f, is in communication with the steam space. On the same there is a pen / which is guided in a socket in the lid. A double lever g rotates around the support point z; it rests on pin f by means of a wart. An adjustable weight on this lever arm pushes it downwards. The other side of the lever is connected by means of the pull rod h to a crank of the throttle valve G ' and moves the same, opening or closing, depending on the steam pressure. The draft regulator is set in such a way that the throttle valve G is completely closed when the highest steam pressure is reached.

H ist ein Stutzen, welcher über dem letzten Ueberhitzungsrohr r, Fig. 3, im dritten Rohrgang des Dampfentwicklers angebracht ist. Derselbe führt den erzeugten Dampf ab und trägt zugleich ein Sicherheitsventil. H is a connecting piece which is attached above the last overheating pipe r, Fig. 3, in the third pipe passage of the steam generator. The same removes the generated steam and at the same time carries a safety valve.

Oben in der Blechhaube D ist eine Thür J angebracht zum Einfüllen des Brennmaterials. Ebenso ist in dem Ofen A eine Thür vorhanden, durch welche die Schlacken ausgeräumt werden können. An der Stelle dieser Thür sind die äufseren Wasserrohre .entsprechend verkürzt.At the top of the sheet metal hood D there is a door J for filling in the fuel. There is also a door in furnace A through which the slag can be removed. At the place of this door the outer water pipes are shortened accordingly.

L ist eine gewöhnliche Speisepumpe mit Plungerkolben. Ihre Dimensionen sind so bemessen, dafs sie reichlich das nöthige Wasser liefert. L is an ordinary feed pump with a plunger piston. Its dimensions are so dimensioned that it supplies the necessary water in abundance.

Die Wirkungsweise des Apparates ist , nun folgende: Ist der Wasserraum B und der Vorwärmer N gefüllt, so wird durch Ingangsetzung der Pumpe L Wasser in das Rohr F gedrückt, bis sich dasselbe gefüllt hat und der Schwimmer abschliefst. Aus der Kammer F fällt das Wasser über eine Scheidewand q, Fig. 3, in den äufseren Rohrgang 1 und füllt die Rohre: zum Theil. Hierauf wird auf dem Rost e Feuer angeschürt und der Füllraum mit Koks gefüllt. Die Heizgase- geben dann ihre Wärme an dieThe mode of operation of the apparatus is as follows: If the water chamber B and the preheater N are full, then by starting the pump L water is pressed into the pipe F until it has filled and the float closes. From the chamber F the water falls through a partition q, Fig. 3, into the outer pipe passage 1 and fills the pipes: in part. This will be stoking fire on the grate e and the filling chamber filled with coke. The heating gases then give their heat to the

Rohre, sowie an die innere Kesselwand von B ab. Das Wasser in den äufseren dünnen Rohren kocht in kürzester Zeit. Es steigen Dampfblasen und mitgerissenes Wasser in den engen Rohren auf, und auf diese Weise wird Wasser und Dampf in den zweiten Rohrgang 2 gelangen '5. Fig. 3), bis das mitgerissene Wasser verdampft ist. Ist inzwischen das Feuer auf dem Rost gut angebrannt und ist eine entsprechende Spannung erreicht, so kann die Dampfentnahme beginnen. Es entsteht nun bei jedem Kolbenhub der Maschine ein heftiges Aufkochen des Wassers in den äufseren Rohren. Der entwickelte Dampf mufs sich in der Richtung der Pfeile, Fig. 3, bewegen. Mitgerissene Wassertheile fallen vermöge ihrer specifischen Schwere in die Rohre zurück, und zwar nach und nach in immer stärker erhitzte Rohre.Pipes, as well as to the inner boiler wall from B. The water in the outer thin pipes boils in a very short time. Steam bubbles and entrained water rise in the narrow pipes, and in this way water and steam will get into the second pipe passage 2'5. Fig. 3), until the entrained water has evaporated. If the fire is well burnt on the grate in the meantime and a corresponding voltage has been reached, steam extraction can begin. With every piston stroke of the machine, the water boils violently in the outer pipes. The vapor evolved must move in the direction of the arrows, FIG. 3. By virtue of their specific gravity, parts of the water carried along fall back into the pipes, and gradually into pipes that are heated ever more intensely.

Die Apparate sollen ihren Gröfsen entsprechend so construirt sein, dafs in der ersten Hälfte der zweiten Rohrreihe alles Wasser verdampft ist und der Dampf von nun an auf seinem Wege nach der Ausströmung nur noch getrocknet und überhitzt wird. Um dies in vollständiger Weise zu erreichen, sind die inneren Rohre 3 sowie ein Theil der Rohrreihe 2 durch eingeschobene Blechwände r getheilt (s. Fig. 4), so dafs der Dampf jedes Rohr an der heifsesten Stelle in der Richtung der Pfeile passiren mufs. Das in dem Kessel B zur Siedehitze gebrachte Wasser wird nach Ingangsetzung der Pumpe fortwährend durch den Speiseregulator in das Rohr F gebracht, steigt in demselben in dünner Schicht empor und fällt über die Scheidewand q nach dem Rohrgang 1.The apparatuses should be constructed according to their size in such a way that all the water in the first half of the second row of pipes has evaporated and the steam from now on is only dried and superheated on its way to the outlet. In order to achieve this completely, the inner tubes 3 and a part of the tube row 2 are divided by inserted sheet metal walls r (see Fig. 4), so that the steam must pass each tube at the hottest point in the direction of the arrows. The water brought to the boiling point in the boiler B is continuously brought into the pipe F by the feed regulator after the pump has been started, rises in the same in a thin layer and falls over the partition q after the pipe passage 1.

Claims

Patent claim:

The steam generator described above in its totality, in which the evaporation of the water in such a way that the water, heated to the boiling point, in the evaporator enters, through the violent boiling in the outer narrow pipes divided and added drop by drop to ever warmer elements, whereby the evaporation a faster and the heat utilization a greater than with the ones that have been used since then Steam generators, and on the same:

a) The automatic regulation of the feed water flow and the draft with the described apparatus.

b) The provision of water in a vessel fäfs with an open climbing pipe and thereby freeing it of the scale.

For this purpose I sheet drawings.