DE1539C - Dampfentwickler mit selbsttätig regulirter Wasserspeisung - Google Patents

Description

1877.

Klasse 13.

AUTOMATIC BOILER and ENGINE COMPANY in NEW-HAVEN (V. S. A.). Dampfentwickler mit selbsttätig regulirter Wasserspeisung.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. December 1877 ab.

Diese Erfindung betrifft einen verticalen Dampferzeuger von sehr rascher Verdampfungsfähigkeit mit nur kleiner Menge in Activität befindlichen Wassers, welches in dem Maafse, wie es verdampft, automatisch ersetzt wird. Der Dampferzeuger ist in beiliegender Zeichnung in pig. ι im Verticalschnitt und der Speiseapparat in der Ansicht dargestellt. Der letztere ist äufserdem in den Fig. 2, 3 und 4 in seinen Einzelheiten verzeichnet.

In Fig. ι ist A der Aschenkasten, B dessen verschliefsbare Thür, C der Rost, der auf dem Boden des etwas konischen Feuerkastens D liegt. Dieser zieht sich oben wiederum konisch zusammen, um sich der cylindrischen Verlängerung F des Ofens anzuschliefsen. Am höchsten Punkte dieses cylindrischen Schachtes F läuft ringsum ein niederer Spalt, der die Heizgase am ganzen Umfange aufnimmt und in den Kanal G bezw. den Kamin führt. E ist eine Thür, um in das Innere des Feuerkastens gelangen zu können. Mitten in dem cylindrischen Schachte F hängt eine Röhre H herab, am unteren Ende sich etwas zusammenziehend und oben durch einen Deckel H^ geschlossen. Sie dient zum Aufgeben des Brennmaterials, welches darin, in dem Maafse, wie es unten im Herd niederbrennt, nachsinkt. Durch diese Art der Beschickung wird das Brennmaterial vorgewärmt und es kann während des Nachschürens keine Luft in den Feuerherd eintreten, als nur durch den Rost.

Das zu verdampfende Wasser circulirt in der Rohrspirale I. Der untere Theil derselben liegt an den konischen Wänden des Feuerherdes an, läfst in der Höhe der Thüre E den nöthigen freien Raum und windet sich in abwechselnd engeren und weiteren Spiralen in dem Raum zwischen F und H aufwärts bis zum höchsten Punkte des Ofens. Hier zweigt sie mit einem Rohre a' a' ab, welches in den cylindrischen Dampfbehälter L einmündet. Die Heizgase umspülen infolge der Lage der Spirale deren ganze Oberfläche, erhitzen das wenige darin enthaltene Wasser rasch und veranlassen dasselbe durch den sich bildenden Dampf zu heftiger Circulation. Dampf und Wasser treten gemischt in den Dampfbehälter L, worin das mitgerissene Wasser sich ansammelt, während der Dampf zu beliebiger Benutzung durch das Rohr / abgeführt wird.

Die durch die Erhitzung schon allein erzeugte Aufwärtsbewegung des Wassers wird noch durch eine beständig im Gange befindliche rotirende Pumpe befördert und regelmäfsig erhalten. Zu diesem Zwecke geht eine Röhre d am Boden des Dampfreservoirs L ab, mündet in eine rotirende Pumpe N ein, durch ein Rohr e aus dieser wieder aus und geht von da wieder zurück, um am tiefsten Punkte der Spirale i einzutreten. Die in beständiger Rotation befindliche Pumpe N (sie wird von irgend einer Treibwelle bewegt) erzeugte demnach eine Circulation des Wassers in der Spirale, deren Schnelligkeit von der Umdrehungsgeschwindigkeit der Pumpe N abhängt. Auf diese Weise ist einer Dampfanstauung in der Spirale vorgebeugt und wird der erzeugte Dampf rasch von dem Wasser getrennt.

Wie die Brennmaterialzuführung durch den Trichter H eine permanente ist, so wird auch die Zuführung des Speisewassers regelmäfsig und automatisch durch, nachstehend beschriebene Speisevorrichtung in dem Maafse, als dasselbe verdampft, bewirkt. Das Niveau des Wassers (in Fig. ι durch χ χ. bezeichnet) in diesem Dampferzeuger wird dadurch stets auf gleicher Höhe erhalten.

A¹ ist eine beständig durch die Welle D¹ in Bewegung befindliche gewöhnliche Druckpumpe mit dem Saugventil Eⁱ und dem Druckventil F\ B¹ ist der Phingerkolben derselben. Unter das Saugventil mündet eine Röhre, welche von einem hochstehenden Wasserreservoir abgezweigt ist. G^l ist eine ähnliche Druckpumpe mit Kolben H¹, dem Saugventil M¹ und dem Druckventil TV¹. Die bis ins Niveau x-x in das Dampfreservoir L hineinreichende Röhre // steht mit dem Saugventil M¹ in Verbindung. Diese Röhre ist aufserhalb des Dampfbehälters mit Z¹ bezeichnet. Wenn sich der Kolben IP hebt, so saugt er Wasser (oder auch Dampf, je nach der Höhe des Niveaus oder beides zugleich) aus dem Kessel L und drückt es beim Niedergehen durch das Druckventil N¹ in die Rohrspirale P¹.

Das andere Ende von P¹ mündet bei a in den Pumpencylinder G' und communicirt durch

eine zeitweise offenstehende Oeffnung b des Kolbens JJ' mit der Ausgangsöffnung «'. Von da aus führt eine Röhre R' in die Röhre e, die wiederum mit der Spirale / in Verbindung steht (siehe Fig. i).

Die beiden Pumpen A' und G' werden durch Excenter C bezw. /' von der Welle D' in Bewegung gesetzt und sind diese Excenter so gestellt, dafs die Oeffnung b bei einer gewissen Stellung des Pumpenkolbens B mit den Oeffnungen α und a¹ correspondirt.

Von dem Ventilkasten F¹ führt eine Röhre S¹ nach der Kammer (hier eine Rohrspirale) P\ In die Röhre ist ein Ventilkörper T¹, Fig. 2 und 3, eingeschaltet, mit einem nach aufsen sich öffnenden Ventil, welches derart belastet ist, dafs es sich öffnet, sobald der Druck in S¹ und P' gröfser wird, als der im Kessel L herrschende. Das durch T¹ entweichende Wasser wird nach dem hochstehenden Wasserreservoir zurückgeleitet.

Diese eben beschriebene Speisevorrichtung functionirt in folgender Weise:

Angenommen, der Kolben IP sei am Boden des Pumpencylinders angelangt. Sobald er anfängt sich zu heben, so saugt er Dampf oder Wasser aus dem Kessel L durch die Röhre R'/i, je nachdem deren Mündung über oder unter dem Wasserniveau χ χ steht. Gesetzt, das Wasser in L sei etwas unter die Mündung der Röhre // gesunken und der Kolben habe Dampf angesaugt und denselben bei seinem Niedergange in die Spirale P¹ gedrückt.

Sobald nun der Kolben JJ¹ wieder in .die Höhe steigt und die Oeffnung b abgeschlossen ist, wie in Fig. 2, fängt der Pumpenkolben der Pumpe A' an, niederzugehen und das aus dem Wasserreservoir eingezogene Wasser in die Spirale P¹ zu drücken. Der darin enthaltene comprimirte Dampf wird noch weiter durch dies Wasser zusammengedrückt oder condensirt, bis der Kolben JJ¹ auf seinem Wege abwärts die Oeffnung b mit α und a' in Verbindung setzt. In diesem Moment geht das Wasser unter dem Druck der Pumpen G' und A' durch die Röhre R' in die Röhre e (Fig. 1) und von da in die Heizspirale J, da dieser Druck gröfser ist, als der in L herrschende. Das Spiel geht in dieser Weise fort, bis das Wasserniveau über die Mündung der Röhre h gestiegen ist.

Der Kolben JP wird nun statt Dampf Wasser aus dem Kessel L ansaugen und dies in die Spirale P¹ drücken. Die gleichfalls im Gang befindliche Pumpe G drückt das aus dem Reservoir entnommene Wasser durch ihr Druckventil F^x in die Spirale P¹.

Da diese aber nun schon voll Wasser ist, welches der Kolben JT¹ aus dem Kessel L herbeigeschafft hat, so erzeugen die beiden Kolben in der Röhre S¹ einen höheren Druck, als er im Kessel herrscht, und es mufs sich nun, um das eingepumpte Wasser herauszulassen (während b geschlossen ist), das Ventil T' heben. Letzteres geschieht natürlich nur so lange, als die

Oeffnung b geschlossen ist, während ihres Offenseins dringt natürlich Wasser in den Kessel. Aber die so eindringende Menge ist geringer, als die aus demselben angesaugte, da die Oeffnung b erst geöffnet wird, wenn der Kolben H' schon einen grofsen Theil seines Niederganges durchlaufen hat.

Setzt man den Fall, das Niveau stehe in L so, dafs die Pumpe G' sich nur theilweise mit Wasser füllen kann, so wird sie Wasser und Dampf in die Spirale P¹ drücken und das Wasser der anderen Pumpe wird sich mit diesen Dampf mischen bezw. ihn condensiren. Es wird daher in diesem Falle etwas mehr Wasser in den Kessel eindringen, als vorher, als das Niveau χ χ über dem Rohre h stand und etwas weniger Ueberflufs durch das Ventil T¹ entweichen. Dieses entweichende Wasser wird zweckmäfsig durch eine Röhre in das Wasserreservoir zurückgeleitet.

Die beiden Pumpen arbeiten auf diese Weise continuirlich,' die eine A¹, um regelmäfsig eine constante^ Wassermenge in die Kammer oder Spirale P' zu treiben, die andere G¹, um Wasser oder Dampf oder beides zugleich aus dem Kessel herbeizuschaffen. Schafft G¹ mehr Wasser als Dampf, so entweicht eine gröfsere Menge Wasser durch T¹, schafft sie mehr Dampf, so dringt eine gröfsere Menge Wasser in den Kessel ein und es wird auf diese Weise das Niveau in dem Kessel stets auf gleicher Höhe erhalten.

In der hier beschriebenen Construction sind als Saug- und Druckventile gewöhnliche Ventile angenommen, in Wirklichkeit sind diese durch von eigenen Mechanismen bewegte Klappen oder Schieberventile ersetzt. Die beiden Pumpen sind hier ferner als getrennt von einander angenommen, werden aber in der Praxis nebeneinander gelegt, nur ist Sorge getragen, dafs sie in der oben beschriebenen Weise mit einander correspondiren. Die in der Zeichnung in den Kolben JJ¹ gelegte Oeffnung b kann alsdann durch eine Klappe oder Ventil ersetzt werden, welches zeitweise und rechtzeitig durch einen eigenen Mechanismus geöffnet wird.

Diese automatische Speisevorrichtung eignet sich nicht blos für den oben beschriebenen Dampferzeuger mit minimaler Wassercapacität, sondern für alle diejenigen Dampfkessel, welche geringen Wasserraum haben, wie z. B. manche neuere Röhrenkessel, bei denen es sehr schwierig ist, unter hohem Dampfdruck ein constantes Wasserniveau zu erhalten und welche Kessel ohne eine solche automatische Speisung sich vielfach als unpraktisch erwiesen.

Claims (1)

1. Patent-An sp küche:

   i. Die oben beschriebene Construction des Dampferzeugers, bestehend aus einer Feuerkammer mit darüberliegendem cylindrischen Schacht, einer in der Mitte desselben, bis aufs Feuer herabgehenden, unten zusammengezogenen Röhre, in welche das Brenn-

   material durch eine Klappe eingefüllt, darin vorgewärmt wird und allmälig niedersinkt; ferner aus einer Rohrspirale, welche an den Wänden der Feuerkammer und des Schachtes und um die Kohleneinfüllröhre herum sich hin windet.

   In Verbindung mit dem unter ι bezeichneten Dampferzeuger ein Dampfreservoir, in welches das oberste Ende 'der Rohrspirale einmündet und den Dampf einführt, wie oben beschrieben.

   In Verbindung mit ■ dem unter ι bezeichneten Dampferzeuger und unter 2 bezeichneten Dampfreservoir, eine rotirende Pumpe, welche das aus der Heizspirale herübergeführte Wasser wieder in das untere Ende derselben zurückführt.

   In Verbindung mit dem unter 2 bezeichneten Dampfreservoir die oben beschriebene automatische Speisevorrichtung, zu dem Zwecke, das Wasserniveau darin stets auf constanter Höhe zu erhalten.

   5. Die Verbindung einer Saug- und Druckpumpe, welche das Speisewasser herbeischafft, mit einer anderen Pumpe, welche das Wasser aus dem Dampfreservoir auf dem vorgeschriebenen Niveau darin ansaugt, und aus einer Kammer, in welche auf einmal die erste und die zweite Pumpe ihren Inhalt hineinpressen; ferner mit einem nach aufsen sich öffnenden belasteten Ventile in der Druckröhre der beiden Pumpen, welche Theile zusammen in beschriebener Art und zu dem gedachten Zweck functioniren.

   6. Die Anwendung der Rotationspumpe zur Erzeugung der Circulation des Wassers auch für andere Kessel von kleiner Wassercapacitat, sowie die Anwendung der beschriebenen automatischen Speisevorrichtung für Dampfkessel überhaupt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.