DE153376C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

JVe 153376 KLASSE 14 h.

arbeitender Dampfmaschinen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat, der die Aufspeicherung und Regulierung des von Maschinen mit intermittierendem Gange, wie z. B. Bergwerksfördermaschinen, Reversierwalzenzugmaschinen und anderen, gelieferten Auspuffdampfes bezweckt, also solcher Maschinen, bei denen der Dampfeinlaß und die Drehung der Kraftwelle periodisch-* unterbrochen werden.

ίο Ein Apparat dieser Art oder Dampfsammler besteht immer aus einem Gefäß, welches für das Aufspeichern von Wärme geeignete Stoffe enthält, d. h. Stoffe, die imstande sind, die bei der Kondensation von unregelmäßig gelieferten Auspuffdämpfen abgegebene Wärme aufzuspeichern und diese während des Stillstandes der Maschine wieder zurückzugeben, um hierdurch den kondensierten Dampf zu regenerieren. Die Folge hiervon ist, daß aus dem Dampf sammler ein regelmäßiger, ununterbrochener Dampfstrom heraustritt, der unter Einwirkung des Kondensators einer Sekundärmaschine nach dieser hinströmt, die hierdurch als Niederdruckmaschine ununterbrochen arbeitet. Diese Maschine wird vorzugsweise eine Turbine sein, die beispielsweise eine Dynamomaschine antreibt, und wird mit einem Druck arbeiten, der zwischen dem Druck des Auspuffdampfes der Hauptmaschine und dem Vakuum des Kondensators liegt.

Durch eine in dieser Art getroffene Zusammenstellung von Apparaten können die in den meisten Fällen frei in die Atmosphäre entweichenden Auspuffdämpfe der mit intermittierendem Gange arbeitenden Maschinen verwertet und eine Energie nutzbar gemacht werden, die bisher verloren ging.

Zur Wärmeaufspeicherung wird im vorliegenden Falle ausschließlich Wasser verwendet. Mit diesem Wasser mischen sich unmittelbar die von der Hauptmaschine aussetzend ausströmenden Auspuffdämpfe. Nachdem sie im Wasser kondensiert sind, tritt in regelmäßiger Weise ihre Wiederverdampfung ein. Die Vorteile, die in gewissen Fällen die Verwendung des Wassers gegenüber anderen wärmeaufspeichernden Stoffen ergibt, beruhen auf dem Umstände, daß das Wasser eine sehr große Wärmeaufnahmefähigkeit besitzt und daß seine Verwendung äußerst billig ist. Das Wasser hat aber den Übelstand, sich zum Wärmeaustausch schlecht zu eignen, so daß man bei Anwendung desselben als Dampf sammler, wo der Wärmeaustausch sehr rasch erfolgen muß, besondere Anordnungen treffen muß, die zum Zweck haben, die Anzahl der in Berührung tretenden Teile des ,Wassers und des zu kondensierenden Dampfes möglichst zu steigern. Der Dampf wird hierzu in dünne Strahlen geteilt, die man in die Wassermasse einspritzt, wodurch

(2. Auflage, ausgegeben am 22. Dezember sgo4.)

letztere in eine heftige Zirkulation gebracht wird, infolge welcher die in Berührung tretenden Wasser- und Dampfteile stets wechseln.

Andererseits muß die Wassermenge genügend groß sein, damit sie die Wärme des zu' sammelnden Dampfes vollständig aufspeichern kann, ohne der Regelmäßigkeit des Druckes und der Wärmeabgabe zu schaden.

ίο Auf der Zeichnung zeigt:

Fig. ι die neue Vorrichtung im Querschnitt, Fig. 2 dieselbe im Längsschnitt,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform derselben.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, befinden sich im Innern des zum größten Teil mit Wasser gefüllten zylindrischen Kessels zwei große horizontal angeordnete Rohre 1 und 2 halbkreisförmigen Querschnittes. Diese zwei sich der ganzen Länge des Kessels nach erstreckenden Rohre lassen zwischen sich einen mittleren, senkrecht verlaufenden Kamin 3, dessen Breite ungefähr '/₆ des Durchmessers des zylindrischen Körpers beträgt.

Der Dampf wird den Hohlräumen 1 und 2 durch das Rohr 4 zugeführt (Fig. 2). Er dringt in den mittleren Kamin 3 durch eine große Anzahl kleiner Öffnungen 5 oder auch durch kleine, nach oben aufgerichtete Düsen 6, die an den Blechen angeordnet sind, welche die Seitenwandungen des Kamins 3 bilden.

Der von der Hauptmaschine kommende Auspuffdampf gelangt durch das zweiteilige Rohr 4 in die Räume 1 und 2. Sobald der Druck des Auspuffdampfes den im oberen Teil des Kessels herrschenden, durch die Höhe der über den Löchern 5 befindlichen Flüssigkeitshöhe noch vermehrten Druck übersteigt, tritt der Auspuff dampf durch die Öffnungen 5 hindurch und gelangt in den mittleren Kamin, wo er in Form von mehr oder weniger großen Bläschen aufsteigt. Hierdurch wird die mittlere Dichtigkeit der in dem Kamin enthaltenen Flüssigkeitssäule geringer als die Dichtigkeit der auf beiden Seiten befindlichen Säulen 7, 7, die von Bläschen freibleiben, so daß eine Zirkulation entsteht, durch die der Dampf fortwährend mit neuer Flüssigkeit in Berührung gebracht wird. Die Richtung, die die Zirkulation des Wassers einschlägt, ist durch die Pfeile der Fig. 1 angedeutet. Der mit der Flüssigkeit in Berührung tretende Dampf kondensiert zum größten Teile und erwärmt hierbei die Flüssigkeit mehr und mehr, so daß der im Kessel herrschende Druck um ein Geringes steigt. Der Teil, welcher nicht kondensiert, begibt sich nach dem oberen Teil des Kessels und entweicht durch Rohr 9, das an die Niederdruckmaschine angeschlossen ist.

Oberhalb des Kamins 3 ist ein Blech 8, 8 angeordnet, das die aufsteigende Flüssigkeit horizontal ableitet und das Mitreißen von Wasser in das Dampfentnahmerohr 9 verhindert. .

Sobald der Dampfzutritt in die Räume 1 und 2 nicht mehr stattfindet, hört die Zirkulation auf, und die Flüssigkeit dringt sodann durch die Öffnungen 5, 5 in die Räume 1 und 2 ein, bis in diesen Räumen und im Kesselinnern gleicher Druck herrscht.

Die in dem Kessel enthaltene Flüssigkeitsmenge muß so geregelt werden, daß, nachdem sich die Wasserspiegel eingestellt haben, der Wasserspiegel in den Rohren 1 und 2 tiefer liegt als das Rohr 4.

Während dieser Periode verdampft die Flüssigkeit zum Teil; sie liefert hierbei selbst die erforderliche Wärme, und der erzeugte Dampf entspricht dem Bedarfe der Niederdruckmaschine. Hierbei sinkt im Kessel sowohl die Temperatur als auch der Druck um ein geringes Maß. Die Verdampfung tritt in der ganzen Masse ein und eine merkliche Zirkulation der Flüssigkeit ist nicht wahrzunehmen.

Sowie durch das Rohr 4 der Dampf wieder in großen Mengen zugeführt wird, findet zunächst ein Zurückdrängen der in die Räume 1 und 2 geflossenen Flüssigkeit bis an das Niveau der Öffnungen 5 statt, und hierauf dringt der Dampf durch diese Öffnungen in den Kamin 3, wodurch die heftige Zirkulation von neuem stattfindet.

Die Öffnungen 5, 5 (Fig. 2) können eine kreisförmige, eine ovale oder eine andere Form aufweisen. Wichtig ist, daß dieselben ^: in gleicher Höhe in die Wandungen der Räume 1 und 2 gebohrt werden. Die Öffnungen können auch durch kleine Düsen 6 ersetzt werden, deren Austrittsöffnungen nach oben gerichtet sind (Fig. 1).

An dem Apparat sind ein Sicherheitsventil 11 und ein Schiammablaßventil 12 angeordnet. Letzteres wird durch den Schwimmer 9 angehoben, wenn das Niveau des Wassers höher steigt als der Punkt, den man sich im voraus markiert hat.

Im übrigen muß dafür Sorge getragen werden, daß das Wasser erhitzt werde, bevor der Dampf in den Apparat geleitet wird, damit heftige, infolge der raschen Absorption des Dampfes durch die kalte Flüssigkeit hervorgerufene Wasserstöße beseitigt werden. Zu diesem Zwecke ist der Kessel mit einem Feuerraum 13 versehen. Dieser Feuerraum kann auch, wenn es wünschenswert erscheint, in dauernder Weise benutzt werden zur Verdampfung der Wassermenge, die der Auspuffdampf stets mit sich reißt, wenn er aus dem Motor tritt, in dem er gearbeitet hat.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hier wird das innige Mischen des Wassers mit dem Dampf durch horizontal angeordnete Rohre 14 hervorgerufen, in die der Dampf durch die Düsen 15 geblasen wird. Der Wasserstrom wird in diesem Falle durch die dynamische Impulsion des Dampfes hervorgerufen. Ein horizontales Blech 16 zwingt den Strom, von einem Ende des Kessels zum anderen zu laufen. An dieser Stelle muß bemerkt werden, daß diese Anordnung, bei der nur die dynamische Impulsion des Dampfes verwendet wird, nicht so wirkungsvoll ist als die erstbeschriebene Anordnung, bei welcher der Gewichtsunterschied der aufsteigenden und niedergehenden Flüssigkeitssäule benutzt wird.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :
   A^orrichtung zum Sammeln der Auspuffdämpfe intermittierend arbeitender Dampfmaschinen und zum Regenerieren derselben in ununterbrochener und regelmäßiger Weise zwecks weiterer Verwendung in einer mit Kondensator und Niederdruck arbeitenden Nebenmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Auspuffdampf durch eine oder mehrere senkrecht angeordnete Düsen oder auch durch senkrecht oder wagerecht angeordnete Mischrohre in die wärmeaufspeichernde Flüssigkeit eingespritzt wird, um eine heftige Zirkulation des Wassers und dadurch eine schnelle und gleichmäßige Aufnahme der Dampfwärme zu erzielen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.