DE171112C - - Google Patents

Description

ir

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 135. GRUPPE

Wasser- und Brennstoffmenge.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Dezember 1901 ab.

Die Erfindung betrifft eine \^;rorrichtung zur Regelung der einem Dampferzeuger für überhitzten Dampf zugeführten Wasser- und Brennstoffmenge und besteht darin, daß die Reglervorrichtung bei infolge Änderungen des Dampfbedarfs auftretenden Änderungen des Dampfzustandes so in Tätigkeit gesetzt wird, daß durch sie entsprechend die Fördermengen des Speisewassers und des Brennstoffes selbsttätig geändert werden, wodurch zu allen Zeiten überhitzter Dampf mit einem von den Änderungen des Dampfbedarfs ari-

• nähernd unabhängigen gleichbleibenden Druck und gleichbleibender Temperatur geliefert werden soll.

Auf der Zeichnung, auf. welcher auch ein Dampferzeuger mit Brenner zur Erzeugung von überhitztem Wasserdampf gezeigt ist, sind mehrere Ausführungsformen der mit ihm in Verbindung gebrachten neuen Reglervorrichtung dargestellt.

In Fig. ι ist der Dampferzeuger mit der Reglervorrichtung in einer Seitenansicht, in Fig. 2 in Oberansicht und in Fig. 3 in einem mittleren senkrechten Schnitt nebst Brenner dargestellt. Fig. 4 zeigt eine Einzelheit in größerem Maßstabe.

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch eine als Fördervorrichtung für das zu verdampfende Wasser dienende Pumpe und Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung zur Regelung der Brennstoffzuführung zum Brenner, während Fig. 7 einen Längs-.

schnitt durch ein zur Vorrichtung nach Fig. 6 gehöriges Ventil in größerem Maßstäbe zeigt.

Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform des Reglers für die Zuführung des Brennstoffes zum Brenner und Fig. 9 einen Längsschnitt durch eine Ventilform für den Regler nach Fig. 8.

Fig. 10 und Ii zeigen zwei weitere Ausführungsformen von Reglervorrichtungen für die Brennstoff- und Speisewasserzuführung.

Fig. 12 ist eine Oberansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtungen für die Speisung des Dampferzeugers, die Zuführung des Brennstoffes und die Regelung der Fördermengen. Fig. 13 ist ein senkrechter Schnitt hierzu nach Linie 4-4, Fig. 14 ein solcher Schnitt nach Linie 5-5, Fig. 15 ein Schnitt nach Linie 6-6 der Fig. 12.

Fig. 16 ist eine Oberansicht einer weiteren Ausführungsform, Fig. 17 ein senkrechter Schnitt hierzu nach Linie 8-8, Fig. 18 ein Schnitt nach Linie 9-9, Fig. 19 ein Schnitt nach Linie 10-10, Fig. 20 ein Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 17.

Fig. 21 ist ein senkrechter Schnitt durch eine Brennerdüse, Fig. 22 ein solcher Schnitt durch eine Abänderung derselben.

In Fig. ι bis 3 ist mit 2 das in dem Rahmen ι untergebrachte Gehäuse des durch eine .Dampfleitung 3 mit einer Maschine 4 verbundenen Dampferzeugers bezeichnet, während 8 und 9 den Speisewasserbehälter und

den Behälter für flüssigen Brennstoff bezeichnen. Der Dampferzeuger besteht aus den Rohrwindungen ii, 12, 13, 14, 15, 16 (Fig. 3), welche eine innerhalb der anderen im Verbrennungsraum so angeordnet sind, daß sie den Heizgasen eine möglichst große Heizfläche darbieten und das oben in die äußerste Windung 11 durch das Speisewasserrohr 75 (Fig. 1) eintretende Wasser allmählich heizen, bis es durch die innerste Windung 16 als überhitzter Dampf in die Dampfleitung 3 eintritt. Unterhalb der untersten Windung befindet sich der aus den Platten 25, 26 gebildete Brenner, welchem der Brennstoff durch eine Röhre 28 zugeführt wird, in welche er durch eine mit einer Röhre 35 in Verbindung stehende Düse 30 eintritt, deren Austrittsöffnung durch ein Nadelventil 31 geregelt werden kann. Die zur Verbrennung

ao erforderliche Luft wird durch Röhren 27 zugeführt, um deren obere Enden herum ein ringförmiger Raum freigelassen ist, durch welchen der verdampfte Brennstoff in den Verbrennungsraum eintritt.

In Fig. ι und 6 bezeichnet 45 ein an einem Ende des Maschinengehäuses angebrachtes Gehäuse, welches mit einer Bohrung 46 für einen eingepaßten Kolben 47 versehen ist. Letzterer ist durch ein Zwischenglied 48 mit einer an einem Ende der Maschinenwelle sitzenden Kurbelscheibe 49 verbunden. In die Bohrung 46 der Pumpe münden ein Ein- und ein Auslaßkanal, in welchen Rückschlagventile 50 bezw. 51 angeordnet sind (Fig. 1 und 5). Der Einlaßkanal ist durch ein Rohr 52 mit dem Wasserbehälter und der Auslaßkanal mit dem Speiserohr 53 verbunden. In einer mit der Bohrung 46 unmittelbar in Verbindung stehenden zweiten Bohrung 55 sitzt ein Kolben 54 von größerem Durchmesser als der Kolben 47. Eine Druckfeder 56, die in einem Gehäuse 58 untergebracht ist und sich einerseits gegen dessen Deckel, andererseits gegen ein auf dem Kolben 54 sitzendes Auflagestück 57 stützt, ist bestrebt, den Kolben 54 stets in seiner in Fig. 5 gezeigten Endlage zu erhalten. Das Gehäuse 58 ist auf das Gehäuse 45 aufgeschraubt und wird durch eine Sicherungsmutter 59 in seiner Einstellung gehalten. Die Federeinstellung ist so gewählt, daß ein Anheben des Kolbens 54 nur bei einem Druck erfolgen kann, der größer als der geringste Betriebsdruck ist, der in dem Dampferzeuger vor- handen sein soll.

Steigt der Druck in dem Dampferzeuger über den geringsten Betriebsdruck hinaus, so wird der Kolben 54 bei jedem Hub der Pumpe 45 bewegt, und eine größere öder geringere, durch den Kolben verdrängte Wassermenge wird, anstatt durch das Rückschlagventil 51 in das Speiserohr 53, in die Bohrung 55 hineingepreßt, und mit der Druckzunahme in dem Dampferzeuger nimmt auch die bei jedem Hub des Kolbens 47 in die Bohrung 55 gepreßte Wassermenge zu, und wenn der normale Druck in dem Dampferzeuger erreicht ist, so ist die Verstellung des Kolbens 54 so groß, daß überhaupt kein Wasser mehr in den Dampferzeuger gelangt. ,Die Wasserförderung beginnt also bei einem Druck, ■ welcher unter der Grenze des normalen Druckes gelegen ist. Bei einem Dampferzeuger, bei welchem die Druckänderung im umgekehrten Verhältnis zu der verbrauchten Dampf menge steht, wirkt die Vorrichtung so, daß die Wasserspeisung sich unmittelbar im Verhältnis zum Dampf verbrauch ändert.

Die Zuleitung von Brennstoff zum Brenner wird in Abhängigkeit von der Zuleitung des Wassers zum Dampferzeuger geregelt. Die Vorrichtung dazu ist in Fig. 6 veranschaulicht. Dieselbe besitzt ein Gehäuse 60, welches durch einen Fortsatz 61 an dem Gehäuse des Dampferzeugers befestigt und mit einer Bohrung 62 für einen eingepaßten Kolben 63 versehen ist. Die Bohrung 62 ist durch ein Kopfstück 64 abgeschlossen, durch welches die Kolbenstange 65 hindurchgeht. In einem an das Gehäuse 60 sich unten anschließenden Gehäuse 67 befindet sich eine Zugfeder 66, deren eines Ende an einen Ansatz am Kolben 63, und deren anderes Ende an einen Schraubenbolzen 68 angreift, und welche mittels einer auf diesem sitzenden Mutter 69 einstellbar ist. In dem Gehäuse 60 ist neben der Bohrung 62 ein durch eine Querwand geteilter Kanal 70 ausgebildet. Seine Querwand besitzt einen Durchlaß, dessen Öffnung durch ein mit einem Handgriff 72 versehenes drehbares Nadelventil 71 geregelt werden kann. Mit dem unteren Teil des Kanals 70 ist die Bohrung 62 durch die Öffnung 73, mit seinem oberen Teil durch die Öffnung 74 verbunden. Das Wasserspeiserohr 53 (Fig. 1) ist an das Gehäuse 67 angeschlossen, während der obere Teil des Kanals 70 mit dem Rohr 75 (Fig. 2) in Verbindung steht. Letzteres führt zu einer Luftkammer 76 und von dieser zur äußersten Windungsreihe ii des Dampferzeugers. Der Kolben 63 ist mit einem Sitz JJ versehen und sperrt, wenn er sich in seiner tiefsten Stellung befindet, die Verbindung zwischen dem Gehäuse 67 und dem Kanal 70 ab.

Auf die obere Fläche des Kolbens 63, unter Abzug der Dicke der Kolbenstange 65, wirkt in jedem Augenblick der im Dampferzeuger vorhandene Druck. Deshalb muß zum Abheben des Kolbens von seinem Sitz auf die Einheit der anderen Fläche des Kolbens ein Druck .wirksam sein, der gleich dem

augenblicklichen Druck im Dampferzeuger mit Hinzufügung einer Größe ist, welche zur Überwindung des Kolbengewichtes und des Zuges der Feder 66 ausreicht. Die Feder ist nun so eingestellt, daß, so lange der Kolben 63 sich an der unteren Hubgrenze (wie gezeichnet) befindet, die Zugkraft, die von der Feder am Kolben ausgeübt wird, gerade imstande ist, dem auf eine Fläche gleich der Kolbenstangenfläche ausgeübten Drucke, unter welchem der Pumpenkolben 47 Wasser fördert, ohne daß ein Anheben des Kolbens 54 erfolgt, das Gleichgewicht zu halten.

Wenn daher der Dampferzeuger unter dem niedrigst zulässigen Druck steht, so daß der Druck, mit welchem die Pumpe Speisewasser in den Raum unter dem Kolben 63 einführen kann, ersteren um einen genügenden Betrag übersteigt, so wird der Kolben 63 von seinem Sitz abgehoben, und durch den Kanal 73, das Nadelventil 71 und das Rohr 75 fließt Wasser nach dem Dampferzeuger. Die Strecke, um welche der Kolben 63 angehoben wird, ist, da die Feder 66 dem Anheben entgegenwirkt, um so größer, je größer der Unterschied zwischen dem Druck des Speisewassers unter dem Kolben 63 und dem Druck über ihm ist. Durch entsprechende Bemessung und Einstellung der Feder 66 wird, da es sich nur um Druckschwankungen im Dampferzeuger innerhalb ziemlich enger Grenzen handelt, erreicht, daß der Hub des Kolbens 63 im Verhältnis zu dem Unterschied der Drucke unter und über dem Kolben 63 sich ändert.

Ist dies der Fall, so ändert sich, da andererseits die Durchflußgeschwindigkeit durch einen Kanal sich wie die Quadratwurzel aus dem Unterschied der Drucke auf entgegengesetzten Seiten des Kanals ändert, auch der Hub des Kolbens 63 mit dem Quadrat der Durchflußgeschwindigkeit des Speisewassers durch die Öffnung des Nadelventils 71, und somit ändert sich auch für ein und dieselbe Einstellung dieses Ventils der Hub des Kolbens im Verhältnis zu dem Quadrat der durch das Nadelventil in der Zeiteinheit fließenden Speisewassermenge. Die Kolbenstange 65 ist mit dem zur Regelung der dem Brenner zufließenden Brennstoffmenge dienenden Nadelventil 31 (Fig. 3 und 4) durch einen Hebel 78 verbunden, dessen eines Ende bei 79 an dem Dampferzeugergehäuse drehbar gelagert ist. In dem Brennstoffbehälter 9 wird ein gleichbleibender Druck erhalten, so daß der Brennstoff in einer mit dem Querschnitt der Ausflußöffnung sich ändernden Menge durch die Düse 30 ausströmt. Damit nun die dem Brenner zuströmende Brennstoffmenge im Verhältnis zu der dem Dampferzeuger zufließenden Speisewassermenge sich ändert, ist die Form des Nadelventils 31 so gewählt, daß die Querschnittsfläche der Ausflußöffnung im Verhältnis zur Quadratwurzel aus dem Weg des Ventils 31 sich ändert.

In Fig. 7 ist ein solches Nadelventil 31 veranschaulicht. Angenommen, die Öffnung der Düse 30 stelle eine dünne kreisförmige Kante dar, wie in der Figur angedeutet, so muß das Ventil einen kreisförmigen Querschnitt erhalten, welcher, wie vorstehend erläutert, von oben nach unten abnimmt.

Da jedoch der Weg, um welchen dieses Nadelventil bei kleinen Belastungsänderungen verschoben wird, klein ist, so ist der Reibungsfehler der sich bewegenden Teile im Verhältnis zur regelnden Kraft sehr groß. Dies möglichst zu vermeiden, ist der' Zweck des in Fig. 8 dargestellten Reglers, bei welchem die Verschiebung des Kolbens für kleine Belastungsänderungen unter gewissen konstruktiven Voraussetzungen größer ausfallen kann, als bei dem vorher beschriebenen Regler nach Fig. 6. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, ist Kolben 63 mit einem Fortsatz 80 versehen, welcher in das Gehäuse 6y hineinreicht. Der bei der vorbeschriebenen Vorrichtung (Fig. 6) vorhandene seitliche Kanal 70 mit dem Nadelventil 71 ist fortgelassen, und anstatt dessen ist der Kolbenfortsatz 80 mit einem Kanal 81 versehen, dessen oberes Ende mit der oberen Seite des Kolbens 63 in Verbindung steht, während der Kanal am unteren Ende in einem Ventilsitz 82 endigt. In den Deckel 84 des Gehäuses 67 ist ein durch die Ventilöffnung 82 gehendes Nadelventil 83 eingeschraubt, welches mittels eines Handgriffes 85 eingestellt werden kann. Am oberen Ende des Kolbenfortsatzes 80 ist eine Zugfeder 86 befestigt, deren anderes Ende am Deckel 84 angreift, welcher in das Gehäuse 67 eingeschraubt ist, so daß die Federspannung eingestellt werden kann. Die obere Seite des Kolbens 63 steht mit dem nach dem Dampferzeuger führenden Rohr 75, die untere Seite des Kolbens mit dem von der Pumpe kommenden Speiserohr 53 in Verbindung. Das Nadelventil 83 ist nun so gestaltet und die Feder 86 so bemessen und eingestellt, daß die Durchflußmenge des Speisewassers, welches durch den Kanal 81 nach dem Dampferzeuger gelangt, im Verhältnis zu dem Hub des Kolbens 63 steht. Und da im Brennstoffbehälter 9 der Druck gleichbleibt, so ist ein derart geformtes Nadelventil 31 anzuwenden, daß bei seiner Ver-Schiebung ein im Verhältnis mit dieser sich ändernder Durchströmungsquerschnitt für den Brennstoff freigelegt wird. Ein solches Nadelventil zeigt Fig. 9.

Bei jedem Regler stellt der Kolben 63 den das Nadelventil 31 bewegenden Teil dar, und dieser wird in jedem Falle unter dem Druck

des zum Dampferzeuger fließenden Speisewassers in Tätigkeit gesetzt.
" Damit der in dem Dampferzeuger erzeugte Dampf bei verschiedenen, vorher bestimmten

" 5 Graden von Überhitzung geliefert werden kann, ist es erforderlich, daß das Verhältnis zwischen der Brennstoff- und Speisewassermenge geändert und genau geregelt werden kann, was bei der Einrichtung nach Fig. 6

ίο durch Änderung der Größe des durch das Ventil 71 verengerten Durchlasses geschehen kann, während bei der Einrichtung nach Fig. 8 durch Verstellung des Ventils 83 die Ventilöffnung 82 geändert wird. Das Verhältnis kann aber auch bei beiden Reglern durch Änderung des zwischen dem Kolben 63 und dem Nadelventil 31 angeordneten Hebels vollkommen geregelt werden, indem der Drehpunkt 79 (Fig. 1) nach dem Ventil 31 zu oder von demselben weg verschoben wird. Drehpunkt 79- ist daher auf dem Dampferzeugergehäuse 2 einstellbar angeordnet.

In Fig. 10 ist eine .Vorrichtung ' veranschaulicht, welche das Verhältnis zwischen der Durchflußmenge des Speisewassers und des Brennstoffs in Übereinstimmung mit den Änderungen in der Temperatur des Dampfes, wie derselbe aus dem Dampferzeuger austritt, selbsttätig regelt. In dem Dampf rohr 3 ist ein großem inneren Druck Widerstand leistender Behälter 91 angeordnet, dessen Wände aus einem die Wärme gut leitenden Material bestehen. Dieser Behälter ist teilweise mit einer Flüssigkeit gefüllt, welche bei einer bedeutend niedrigeren Temperatur als die gewünschte Temperatur des Kesseldampfes verdampft, so daß, wenn der Kesseldampf die gewünschte Temperatur erreicht hat, ein Teil' der Flüssigkeit im Behälter .91 bereits verdampft und in dem Behälter 91 daher ein sehr hoher Druck vorhanden ist. Die durch einen Schraubenpfropfen 92 dicht verschlossene Einlaßöffnung reicht so weit in den Behälter, daß er nicht vollständig gefüllt ist, wie in Fig. 10 gezeigt. Das Innere des Behälters ist durch ein Rohr 94 mit einem Mechanismus verbunden, welcher dazu dient, ein Nadelventil 90 in Tätigkeit zu setzen, welches den verengerten Kanal eines dem in Fig. 6 veranschaulichten ähnlichen Reglers regelt. Dieser Mechanismus besteht aus einer Bourdonröhre 95, welche halbkreisförmig angeordnet ist, und. deren eines Ende oben am Gehäuse 60 ungefähr in der A.chsenrichtung des Ventils 90 befestigt ist, während das andere freie Ende mit dem Ventil 90 verbunden ist, welches je nach den Druckänderungen im Behälter 91 in Tätigkeit gesetzt wird und die Öffnung des Kanals je nach den Änderungen des Druckes im Behälter 91 ändert.

Wenn also die Temperatur des aus dem Dampferzeuger austretenden Dampfes über eine bestimmte Grenze steigt, so wird die Öffnung des vom Ventil 90 geregelten Kanals vergrößert. Infolgedessen kann eine größere Wassermenge in der Zeiteinheit, als vorher, durch den Kanal strömen, während die Einstellung der Austrittsöffnung der Brennstoffdüse dadurch nicht beeinflußt wird. Das Verhältnis zwischen den Durchflußmengen des Speisewassers und des Brennstoffes nimmt also zu, und zwar so lange, bis die Durchflußmenge des Wassers einen Punkt erreicht hat, bei welchem der Dampf mit der gewünschten etwas niedrigeren Temperatur austritt.

Sollte andererseits die Dampftemperatur unter die gewünschte Grenze hinabgehen, so findet der umgekehrte Vorgang statt, d. h. die Durchflußöffnung für das Wasser wird ohne Änderung der Austrittsöffnung für den Brennstoff so lange verringert, bis das Verhältnis zwischen den Mengen des zugeführten Wassers und zugeführten Brennstoffes so weit geändert ist, daß die gewünschte etwas höhere Temperatur sich einstellt.

Um den Grad der Überhitzung zu regeln, wird die Stellung des Ventils 90 zur Bourdonröhre geändert, indem die das Ventil mit ihr verbindende Spindel 96 in den an der Röhre sitzenden Block 97 weiter hinein oder aus ihm herausgeschraubt wird.

In Fig. 11 ist eine andere Reglerform veranschaulicht. Hier gelangt das. Speisewasser vor seinem Eintritt in den Dampferzeuger durch eine in ihrer Größe mittels des Nadelventils 101 veränderbare Öffnung in ein Gehäuse 100. Die Einstellung des Nadelventils besorgt ein Kolben 102, welcher in einem Gehäuse 103 sitzt und oben durch ein Rohr 104 dem vollen Druck im Dampferzeuger ausgesetzt ist. Die Kolbenbewegung in der entgegengesetzten Richtung wird durch eine Zugfeder 105 geregelt, deren eines Ende am Kolben und deren anderes Ende an einem Stellpfropfen 106 befestigt ist. Kolben 102 ist mit Ventil ΙΟΙ und ferner mit der Spindel des die Durchflußmenge des Brennstoffs regelnden Ventils 107 durch eine Stange 109 und einen Hebel 108 verbunden, der an dem der Verbindungsstelle mit der Spindel des Ventils ιοί entgegengesetzten Ende drehbar gelagert ist. Die Ventile 101 und 107 werden, je nachdem der Druck in dem Dampferzeuger sich ändert, bewegt und besitzen eine solche Gestalt, daß die Durchflußmengen des Wassers und Brennstoffs geändert wer- den und zwischen denselben eine bestimmte Beziehung aufrecht erhalten wird. Der Drehpunkt des Hebels 108 ist auf einem Thermostat ι iö angeordnet. Steigt die Temperatur

des Dampfes, so verursacht der Thermostat eine Abwärtsbewegung des Drehpunktes des Hebels 108, so daß die Beziehung zwischen den Ventilen ιοί und 107 derart geändert wird, daß die. Diirchflußmenge des Brennstoffs inbezug zu der des Wassers abnimmt. Wenn die Temperatur fällt, so wirkt der Thermostat in entgegengesetztem Sinne.
In Fig. 12 bis 15 ist eine andere Ausführungsform der Fördervorrichtung für die Wasserspeisung des Dampferzeugers, sowie der Vorrichtung für die Zuführung des Brennstoffes in Verbindung mit der Regiervorrichtung veranschaulicht. Bei derselben ist außer der Speisepumpe für das zu verdampfende Wasser auch eine Pumpe für die Zuführung des Brennstoffes zum Brenner angeordnet. Beide Pumpen besitzen je einen auf- und abbewegbaren Kolben, die in Einklang miteinander, z. B. von der Maschine aus, bewegt werden. In diesen Figuren bezeichnet 130 den Arbeitskolben der Wasserpumpe und 131 den Arbeitskolben der Brennstoffpumpe. Der Arbeitskolben 130 ist zum Antrieb von der Maschinenwelle aus eingerichtet, während der Kolben 131 mittels eines am Kolben 130 angeordneten Armes 133 bewegt wird. Damit die Hübe der beiden Kolben geändert werden können, um das Verhältnis zwischen Wasser- und Brennstofffördermenge zu ändern, wie es erforderlich sein kann, um den Dampf mit einem dem gewünschten genau entsprechenden Druck zu liefern, oder die Vorrichtung für die Abgabe von Dampf mit anderem Druck einzustellen, ist der Kolben 131 nur auf einer Seite des Armes 133 mit einem festen Bund 134 versehen, während auf seiner anderen Seite ein aus zwei Muttern 135 bestehender Anschlag angebracht ist.

Das Ende des Zylinders für den Wasserkolben 130 ist durch einen Kanal 138 mit einem Querkanal 139 verbunden (Fig. 14), welcher an einem Ende mit einem Saugventil 140 und am anderen Ende mit einem Förderventil 141 in Verbindung steht. Die in entgegengesetzten Richtungen öffnenden Ventile werden durch Zugfedern 142 bezw. 143 auf ihren Sitzen gehalten. Damit die Wasserpumpe nur bis zur Erreichung eines bestimmten Druckes im Dampferzeuger speist, ist ein Ventil 144 angeordnet, welches auf der einen Seite mit dem Kanal 139 und auf der anderen Seite mit der Einlaßseite des Saugventils 140 mittels des Nebenkanals 145 in Verbindung steht und durch- eine Zugfeder 146 gegen seinen Sitz gepreßt wird. Die Zugfeder ist in dem Gehäuse 113 untergebracht und unten an einer Mutter 147 befestigt, welche auf einer Stellschraube 148 sitzt, bei deren Drehung sie zur Vergrößerungoder Verkleinerung der Federspannung verschoben wird. Diese Stellschraube geht durch das untere Ende des Gehäuses 113 und ist mit einem Handknopf 149 versehen. Das Nebenkanalventil 144 und sein Sitz sind kegelförmig, so daß bei seiner Lüftung eine größere Oberfläche als in seiner Schließlage dem Druck dargeboten wird; hierdurch wird erreicht, daß das zu Beginn eines Kolbenhubes gehobene Ventil während des vollen Kolbenhubes gehoben bleibt. Das Nebenkanalventil ist ferner mit einer Scheibe 150 versehen, welche in eine zylindrische Aussparung eingepaßt ist, so daß das Ventil beim Anheben um einen etwas größeren Weg bewegt werden muß, ehe es den Durchgang frei gibt. Der Zweck dieser Einrichtung wird aus dem Nachstehenden hervorgehen.

Vom Ende des Zylinders für den Brennstoffkolben 131 geht, wie aus Fig. 15 ersichtlich, ein Ouerkanal 152 aus, welcher an einem Ende mit einem Saugventil 153 und an dem. anderen Ende mit dem Förderventil 154 verbunden ist. Beide Ventile werden durch Federn 155 und 156 gegen ihre Sitze gezogen. Um die Fördermenge der Brennstoffpumpe regeln zu können, ist am Zylinderende der Brennstoffpumpe ein Ventil 158 angeordnet; der Raum über demselben steht mit der Einlaßseite des Saugventils 153 durch einen Nebenkanal 157 in Verbindung. Das Ventil 158 wird von einer Spindel 159 getragen, welche durch eine Stopfbüchse 160 geht und mit einem Kopf 161 versehen ist; zwischen diesem und der Stopfbüchse ist eine Druckfeder 162 gelagert. Damit das Ventil 158 durch eine Senkung in die Öffnungsstellung gebracht werden kann, um die Förderung von Brennstoff zum Brenner dann zu verhindern, wenn eine Wasserförderung zum Dampferzeuger infolge der Bewegung des Nebenkanalventils 144 unterbleibt, sind die Ventile 144 und 158 miteinander verbunden. Diese Verbindung wird durch einen Hebel 164 gebildet, welcher an einem oben auf dem Gehäuse 113 befestigten Stift 165 zwischen der Spindel 159 des Ventils 158 und der Spindel 163 des Ventils 144 drehbar gehalten wird. Infolge der großen Fläche der Scheibe 150 des Nebenkanalventils 144 und der ihr entsprechenden zylindrischen Aussparung in dem Gehäuse wird das Ventil 158, sobald der für sein Anheben nötige Druckunterschied vorhanden ist, jedesmal ohne Rücksicht auf den Spannungsgrad der Feder 162 und der Reibung in der Stopfbüchse 160 um einen erheblichen Betrag verschoben.

Also jedesmal, wenn der Druck im Dampferzeuger über den vorherbestimmten Betrag steigt, welcher durch die Spannungsänderung der Feder 146 geändert werden kann, wird

das Förderventil ΐ/|ΐ der Wasserpumpe geschlossen gehalten, und der durch den Hub des Kolbens hervorgerufene Druck lüftet das Ventil 144, welches mittels der bezeichneten Verbindungsglieder das Ventil 158 öffnet und dem durch den Kolben 131 angesaugten Brennstoff gestattet, zur Einlaßseite des Sangventils 153 zurückzugehen. Infolge der toten Bewegung zwischen den Kolben 130 und 131

erfolgt das Öffnen des Ventils 158, ehe der Kolben 131 sich zu bewegen beginnt. Jedesmal also, wenn die Fördermenge der Wasserpumpe durch den Nebenkanal abgeleitet wird, wird auch kein Brennstoff zum Brenner gefördert, und ferner bleibt das Förderventil 141 der Wasserpumpe infolge der Kegelgestaltung jedesmal, wenn der Druck im Dampferzeuger ein so¹ eher ist, daß dieses Ventil an Stelle des Nebenkanalventils gehoben wird, während des vollen Hubes der Pumpe gehoben, und die volle Fördermenge der Pumpe wird in den Dampferzeuger gespeist, sowie die volle Fördermenge der Brennstoffpumpe zum Brenner.

Anstatt der Anordnung eines besonderen Nebenkanalventils der Brennstoffpumpe kann das Saugventil 153 durch das Nebenkanalventil 144 in Tätigkeit gesetzt werden.

In Fig. 16 bis 20 ist eine andere Form der Pumpengliederung veranschaulicht, bei welcher die bei einem Hub der Wasserpumpe geförderte Wassermenge von der Größe des im Dampferzeuger vorhandenen Druckes abhängt, und es ist eine Vorrichtung vorgesehen, um zwischen den wirksamen Fördermengen der Brennstoff- und Wasserpumpe eine vorher bestimmte Beziehung zu unterhalten. In Fig. 16 bis 20 bezeichnen 170 den Kolben der Wasserpumpe und 171 den Kolben der Brennstoffpumpe. Beide Kolben sind durch ein Querhaupt 172 mit einer Stange 173 verbunden, welche von der Maschinenwelle aus angetrieben werden kann. Das Ende des Zylinders der Wasserpumpe ist durch den Kanal 176 (Fig. 16 und 18) mit einem Querkanal 177 verbunden, an dessen einem Ende das Saugventil 178, an dessen anderem Ende des Förderventil 179 sich befindet. Vom Kanal 177 geht eine Bohrung 180 nach oben (Fig. 18), in welcher ein Kolben 181 verschiebbar ist und von einer Spindel 182 getragen wird, die in einer Bohrung des Deckels 183 nach außen geführt und hier mit einem Kopf 184 versehen ist, welcher außen auf dem Deckel 183 aufsitzt. An die Spindel 182 greift eine Zugfeder 185 an, die bestrebt ist, den Kolben 181 in seiner in Fig. 18 und 19 gezeichneten unteren Endlage zu halten bezw. in diese zurückzuführen. Am anderen Ende ist die Zugfeder 185 mit einer auf dem Schrauben- ' bolzen 187 sitzenden Mutter 1K6 verbunden. Dieser Schraubenbolzen ist durch den das Gehäuse 189 abschließenden Deckel τ88 geführt und trägt einen Kopf 190, der gegen . den Deckel 188 anliegt, so daß durch Drehen ! des Schraubenbolzens die Spannung der Feder 185 verändert werden kann. Wenn der j Druck im Dampferzeuger eine vorher durch Einstellen der Zugfeder τ 85 bestimmbare Höhe erreicht, so wird der Kolben bei jedem Hub des Wasserkolbens 170 gehoben, wodurch die Menge des beim Hub zum Dampferzeuger geförderten Wassers vermindert wird. Mit zunehmendem Druck im Dampferzeuger wird der W^reg, welchen der Kolben 181 bei jedem Hub des Kolbens 170 zurücklegt, langer, bis die bei jedem Hub des Kolbens 170 unter Anheben des Kolbens 1S1 in die Bohrung 180 gedrängte Wassermenge der Fördermenge des Kolbenhubes gleichkommt. Zu diesem Zeitpunkt wird kein Wasser in den Dampferzeuger gespeist.

Der Zylinder der Brennstoffpumpe steht durch den Kanal 191 mit einem Querkanal 192 in Verbindung (Fig. 20), dessen eines Ende unter dem Brennstoffsaugventil 193, und dessen anderes Ende unter dem Brennstoff örderventil 194 ausmündet. Um die wirksamen Fördermengen der Kolben 170 und 171, d. h. die Mengen, die durch die Kolben 170 und 171 in den Dampferzeuger bezw. zum Brenner gefördert werden, im gleichen Verhältnis zu ändern, ist in einem mit dem Kanal 192 in Verbindung stehenden Zylinder ein Kolben 195, dessen Querschnittsfläche zur Querschnittsfläche des Kolbens 181 im selben Verhältnis wie die Querschnittsfläche des Kolbens 171 zur Querschnittsfläche des Kolbens 170 steht, angeordnet und mit dem Kolben 181 so verbunden, daß die Hublängen der beiden Kolben 181 und 195 stets einander gleich sind. Diese Verbindung ist durch die Schiene 197 gebildet, die einerseits an der durch die Stopfbüchse 196 nach außen ragenden Verlängerung des Kolbens 195 oberhalb des Kopfes 201, andererseits oberhalb des Kopfes 184 an der Spindel 182 des Kolbens 181 angreift. Der Kolben 195 wirkt daher so, daß er die wirksame Fördermenge des Kolbens 171 im selben Verhältnis vermindert, wie der Kolben 181 die wirksame Fördermenge des Kolbens 170 vermindert. Bei der vorstehend beschriebenen Pumpenvorrichtung ist keine Vorsorge für eine Änderung der bestehenden, vorherbestimmten Beziehung zwischen der Brennstoff- und Wasserförderung getroffen, wie es erforderlich sein kann, um den Dampf mit genau der gewünschten entsprechenden Temperatur zu liefern.

Durch die Vorrichtungen nach Fig. 12 bis 15 und 16 bis 20 kann entsprechend den

Schwankungen im Dampfbedarf der Zuleitung für den Brennstoff zum Brenner eine größere oder kleinere Brennstoffmenge zugeführt werden. Würde die Förderdüse an dem Brenner eine feste Öffnung haben, so wäre die Austrittsgeschwindigkeit an der Düse und infolgedessen der Druck in der Zuleitung zur Düse je nach dem Dampfbedarf von verschiedener Größe. Bei der Ausführung nach

ίο Fig. ιό bis 20 wären aber Druckänderungen in der Brennstoffzuleitung durch Vermittelung des Kolbens 195 von Einfluß auf den Kolben 181 und würden dessen richtige Einstellung verhindern, wodurch eine dem Dampfbedarf entsprechende Förderung von Brennstoff und Wasser wesentlich beeinträchtigt würde. Um dies zu vermeiden, kann eine Vorrichtung angewendet werden, um zwischen der Brennstoffpumpe und der Brennstoffdüse den Druck gleichbleibend zu erhalten. In Fig. 21 und 22 sind zwei solcher Düsen, welche mit Regelung für den Durchlaß querschnitt versehen sind, veranschaulicht. In Fig. 21 stellt 210 die Düse dar, durchweiche der Brennstoff zu dem Verdampfer durch einen Kanal 211 gefördert wird. 212 ist ein die Düsenöffnung regelndes Nadelventil, mit welchem ein Kolben 213 verbunden ist, der in eine Bohrung 'des Gehäuses 214 eingepaßt

ist. Über dem Kolben 213 ist, in einer Bohrung des Pfropfens 216 geführt, eine Spindel 215 angeordnet, gegen deren oberes Ende eine am Gehäuse 214 starr befestigte Feder 217 anliegt. Wenn der Druck in der Brennstoffzuleitung über einen gewissen Betrag steigt, so wird der Kolben 213 und mit ihm das Nadelventil 212 gehoben und der Durchlaßquerschnitt der Düse vergrößert. Am Gehäuse 214 ist ein Exzenter 218 angeordnet, um bei beginnendem Betrieb die Feder 217 von der Spindel 215 abheben und so ein Anheben des Nadelventils 212 durch einen geringeren als den normalen Druck gestatten zu können. Für die Zuleitung des Brenn-Stoffs zu einem Hilfsbrenner ist ein Kanal 219 mit einer Reglerschraube 220 angeordnet.

Wo ein schwererer Brennstoff als Petroleum benutzt wird, setzt sich in dem Brenner möglicherweise ein schweres öl ab, welches in Berührung mit dem Durchlaßquerschnittsregler dessen Wirkung beeinträchtigen würde. Um dem zu begegnen, ist an Stelle der Einrichtung in Fig. 21 für solche Brennstoffe die in Fig. 22 veranschaulichte Einrichtung zu benutzen. Hier erstreckt sich das Nadelventil durch eine Bohrung bis in ein Hilfsgehäuse 221 und ist mit einer auf einer Membran 223 ruhenden Scheibe 222 verbunden. Das Nadelventil 212 wird mittels einer zwischen der Scheibe 222 und einem das Hilfsgehäuse 221 oben abschließenden Kopf 225 angeordneten Druckfeder 224 gegen seinen Sitz in der Düse 210 gepreßt. Eine Röhre 226 überträgt den Druck von der Ölpumpe auf die untere Seite der Membran 223. Auf diese Weise wird vermieden, daß ein Niederschlag auf dem Nadelventil 212 einen bemerkbaren Einfluß auf dessen Einstellung hat, indem die auf die große Fläche der Membran ausgeübte Kraft verhältnismäßig viel größer als der durch einen solchen Niederschlag bedingte Widerstand ist. Ein Hebel 227 und ein Exzenter 228 sind vorgesehen, um die Scheibe 222 und mit ihr das Nadelventil 212 beim Inbetriebsetzen des Brenners heben zu können.

Das Ausströmen des Brennstoffs aus der Düse mit gleichbleibender Geschwindigkeit ohne Rücksicht auf die Änderungen in der Brennstoffförderung ist auch deshalb wünsehenswert, weil dadurch die Gleichförmigkeit der Mischung von Luft mit den Brennstoffdämpfen begünstigt wird.

Claims (5)

1. Patent-An Sprüche:

   I. Vorrichtung zur Regelung der einem Dampferzeuger für überhitzten Dampf zugeführten Wasser- und Brennstoffmenge, dadurch gekennzeichnet, daß die Reglervorrichtung bei Änderungen des Dampfzustandes (Temperatur oder Druck oder beides) so in Tätigkeit gesetzt wird, daß durch sie entsprechend die Fördermengen des Wassers und des Brennstoffs geändert werden. .
2. 2. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einem einen Kolben (63) enthaltenden Gehäuse (60) das Speisewasser durch eine Pumpe zugeführt wird, über deren Kolben (47) zwischen dem Saug- und Förderventil (50, 51) ein unter regelbarem Federdruck stehender Kolben (54) angeordnet ist, wobei der in dem Gehäuse (60) befindliche Kolben (63) auf der einen Seite i°5 dem Druck im Dampferzeuger derart ausgesetzt ist, daß bei fallendem Druck der Kolben gegen die Spannung einer Feder (66, 86) von dem zum Dampferzeuger geförderten Wasser gehoben n° wird, um es in die zum Dampferzeuger führende Leitung (75) eintreten zu lassen, wobei gleichzeitig mit dem Anheben des Kolbens (63) das mit demselben in Verbindung stehende Brennstoffventil (31) so H5 geöffnet wird, daß eine der zum Dampferzeuger geförderten Wassermenge entsprechende Brennstoffmenge dem Brenner zugeführt wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Änderung des Durchgangsquerschnittes einer in der
4. Bahn des zum Dampferzeuger geförderten Wassers angeordneten Ventilöffnung (70 bezw. 82) von einer durch Änderungen im Dampfzustand oder von Hand in Tätigkeit gesetzten Vorrichtung das Verhältnis zwischen der Brennstoff- und Speisewassermenge geändert werden kann. 4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher zur Wasserspeisung und Brennstoffförderung je eine Pumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß über einem das Saug- und Förderventil (140,141) verbindenden Kanal (139) ein unter dem Druck im Dampferzeuger stehendes Nebenkanalventil (144) angeordnet ist, welches durch den in der Pumpe zur Wasserspeisung entwickelten Druck bei steigendem Druck im Dampferzeuger geöffnet wird, wodurch die von dem Pumpenkolben (130) angesaugte Wassermenge durch das geöffnete Ventil (144) in die Saugleitung zurückgeführt wird, wobei gleichzeitig durch einen mit der Spindel (163) des Ventils (144) verbundenen Hebel (164) die Öffnung eines über einem das Saug- und Förderventil (153, 154) der Brennstoffpumpe verbindenden Kanal (152) angeordneten Nebenkanalventils (158) derart bewirkt wird, daß die vom Pumpenkolben (131) der Brennstoffpumpe angesaugte Brennstoffmenge in die Saugleitung der Brennstoffpumpe zurücktritt.
5. 5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welcher zur Wasserspeisung und Brennstoffförderung je eine Pumpe vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß über dem das Saug-: und. Förderventil der Wasserleitung verbindenden Kanal ein unter regelbarem F:eder- · druck stehender Kolben (181) angeordnet ist, welcher bei anwachsendem Druck im Dampferzeuger durch den von dem Kolben (170) der Wasserpumpe entwickelten Druck gegen die Spannung einer Feder (185) gehoben wird, wodurch die Wässerförderung unterbrochen wird, wobei der Kolben (181) so mit einem über, dem das Saug- und Förderventil der Brennstoffleitung verbindenden Kanal (192) angeordneten Kolben (195) in Verbindung steht, daß auch dieser Kolben gehoben und auch die Brennstoffförderung unterbrochen wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.