DE213596C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

. — .Λ* 213596 KLASSE 13 h. GRUPPE

OTTO FROMME in FRANKFURT a. M.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Februar 1908 ab.

. Bei sog. Blitzkesseln, d. h. Dampfkesseln mit schneller Verdampfung, besteht die Gefahr, daß denselben durch die Speisepumpe mehr Wasser zugeführt wird, als der Brenner verdampfen kann. Um dies zu verhindern, verwendete man bisher Thermostaten, welche einen größeren Querschnitt der Brennstoffzuleitung bei Erkaltung des Kesseldampfes freigaben, so daß sich die Heizflamme vergrößerte

Ίο und die dadurch erzielte Erhöhung der Heiztemperatur die Dampferzeugung und demgemäß die Dampfspannung steigerte, welch letztere bei Überschreitung einer gewissen Druckhöhe . durch Bewegung eines Steuerorganes die Zuführung des Speisewassers zum Kessel unterbrach.

Ebenso wurde bereits vorgeschlagen, die Zuführung des Kesselspeisewassers von dem in der Brennstoffleitung herrschenden Druck abhängig zu machen, wobei die Regelung der Brennstoffzuführung durch die Temperaturänderungen des Kesseldampfes bedingt wurde; die Speisewasserzuführung wird also bei diesem bekannten Verfahren nicht unmittelbar be-, dingt durch die Dampftemperatur, sondern in erster Linie durch den Druck der Brennstoffleitung.

Die gleiche Aufgabe einer Regelung der Wasserzuführung bei Kesseln mit . schneller Verdampfung wird gemäß der Erfindung in vereinfachter Weise dadurch gelöst, daß die Veränderung der Dampftemperatur nicht, wie bisher, in erster Linie zur Beeinflussung der Brennstoffzuführung, sondern unmittelbar zur Regelung der Menge des Kesselspeisewassers Verwendung findet; die. Regelung der Wasserzuführung zum Kessel durch die Temperaturänderungen des Dampfes ist insofern .eine unmittelbare, weil sie weder abhängig ist von einer Änderung des Brennstoffdruckes noch von einer Änderung des Kesseldruckes« Die Regelung der Wasserzuführung zum Kessel ist hierbei derart,- daß, damit durch die Speisepumpe dem Kessel nicht mehr Wasser zugeführt wird, als der Brenner verdampfen kann, bei Sinken der Dampftemperatür, unter eine bestimmte Grenze eine Verlangsamung bzw. Abstellung der Wasserzufuhr erfolgt.

Bei der Regelung der Speisewasserzufuhr unmittelbar durch die Temperaturänderungen des Dampfes steht die Möglichkeit offen, die Brennstoffzuführung ebenfalls selbsttätig oder von Hand effolgen zu lassen, ein Merkmal, welches insbesondere bei Anwendung des Erfindungsgegenstandes ' auf Dampfwagen bedeutsam ist. Ist die Einschaltung der selbsttätigen Regelung der Brennstoffzuführung hierbei wünschenswert, so erfolgt sie in an und für sich bekannter Weise unmittelbar durch die Temperaturänderungen des Dampfes, und zwar derart, daß bei Verringerung der Speisewasserzufuhr die Brennstoffzufuhr sich steigert.

Zur Ausführung des Verfahrens kann beispielsweise ein Thermostat- Verwendung finden, der infolge seiner Längenänderungen ein in die Dampfleitung zwischen Kessel und Kessel-

Speisepumpe eingebautes Abschluß- oder Umsteuerorgan (Hahn oder Ventil) steuert, so daß hierdurch die Speisepumpe an- und abgestellt werden kann.

Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist auf der Zeichnung veranschaulicht. Fig. ι zeigt im Längsschnitt eine den Thermostaten aufnehmende Vorrichtung.
- Fig. 2 zeigt eine Kulissenanordnung zur Beeinflussung der Hublänge einer von der Kraftmaschine bewegten Speisepumpe.

Fig. 3 zeigt einen teilweisen Längsschnitt zu Fig. 2/

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch die Kulisse nach Fig. 2 bei der tiefsten Stellung des Kulissensteines. .-

Fig. 5 zeigt schematisch in Verbindung mit der Vorrichtung nach Fig. 1 eine Regelungsvorrichtung für die Zuführung des Brennstoffes.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist

- das den Thermostaten α aufnehmende Gehäuse b mit einem Stutzen c an die vom Dampferzeuger kommende Leitung und mit einem . Stutzen d an die zur Kesselspeisepumpe führende Leitung angeschlossen. In die Längsrichtung des Gehäuses b ist ein Thermostat a derart eingebaut, daß derselbe von der Außenseite her, beispielsweise mittels eines Sechskantes e und des Schraubengewindes /, welches in ein entsprechendes Muttergewinde des Gehäuses . b eingreift, eingestellt werden kann. Das dem Sechskant e entgegengesetzte Ende des Thermostaten α ist als Ventilkörper g aus-, gebildet, welcher eine Abzweigleitung h beherrscht; letztere erhält zweckmäßig einen größeren Querschnitt als die zur Speisepumpe führende. Leitung und führt zu einer Stelle, ' an welcher der Druck geringer ist als im Dampferzeuger und demgemäß im Innern des Ge-

häuses b. ■ ,

Als Thermostat t oder Dehnungskörper ist

in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. ι ein schraubenförmig gewundener, aus - dem · Vollen herausgearbeiteter Metallstab verwendet, welcher mit dem Sechskant e, dem Schraubengewinde f und dem Ventilkörper g aus einem Stück hergestellt sein kann. Die schraubenförmige Ausbildung ermöglicht eine verhältnismäßig große Berührungsfläche zwisehen.dem Metallstab und dem Dampf, so daß die Einwirkung der Temperatur des letzteren eine sehr intensive ist. Versuche mit einem nach Fig. 1 ausgebildeten Thermostaten aus

' Eisen haben einen günstigeren Ausdehnungskoeffizienten ergeben, als bei einem Kupferstab von gleicher Länge erzielt werden konnte.

Für die Ausführung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips können jedoch auch Thermostaten anderer Ausführungsform Ver-Wendung finden.

Die Einstellung des Thermostaten α erfolgt derart, daß derselbe oberhalb einer bestimmten Temperaturgrenze mittels des Ventilkegels g die Abzweigleitung h von dem Hohlraum des Gehäuses b abschließt. Sobald die Dampftemperatur unter diese Grenze herabsinkt, erfolgt ein Zusammenziehen des Thermostaten derart, daß eine Kommunikation zwischen dem Hohlraum des Gehäuses b und der Abzweigleitung h erfolgt. Da der Querschnitt der letzteren größer ist als derjenige der zur Kessel-Speisepumpe führenden Leitung, und da weiterhin der Druck, in der Abzweigleitung, welche entweder ins Freie oder in die Dampfleitung zwischen Maschine und Kondensator oder unmittelbar in den Kondensator oder schließlich in einen anderen unter geringem Druck stehenden Raum mündet, unterhalb des Kessel druckes liegt, wird der durch den Stutzen c in das Gehäuse b einströmende Dampf nunmehr seinen Weg so lange durch die Abzweigleitung h nehmen, als der Ventilkegel g von seinem Sitz abgehoben ist. Mangels genügender Dampfzuführung durch den Stutzen d wird der Gang der Kesselspeisepumpe verlangsamt bzw. unterbrochen; dies dauert an, bis das im Kessel befindliche Wasser, welches die Erniedrigung der Dampftemperatur hervorgerufen hat, im wesentlichen verdampft ist, wodurch sich die Dampftemperatur wieder steigert und der Thermostat α sich verlängert, bis er mit seinem Ventilkegel g einen Abschluß der Abzweigleitung h bewirkt. Der Kesseldampf wird hierauf wieder durch den Stutzen d der Kesselspeisepumpe zugeführt werden.

Wird die Speisepumpe nicht als Dampfpumpe ausgebildet, sondern durch die Kraftmaschine angetrieben, so wird die an den Stutzen d sich anschließende Leitung mit einem Zylinder i verbunden (Fig. 2), in welchem ein unter dem Druck einer Feder k stehender Kolben I spielt. Letzterer beeinflußt mittels eines Winkelhebelgestänges m, m' die Kolbenstange 0 des Plungers bzw. Kolbens r der Förderpumpe. Das freie Ende der Kolbenstange greift an dem Stein s einer um Zapfen n' ausschwingbaren Kulisse η an. Der Stein s ist an einer Führungsstange s' verschiebbar und erhält seine jeweilige Einstellung an dieser Führungsstange s' mittels des Gestänges m, m' von der jeweiligen Stellung des Kolbens /; befindet sich letzterer in der der Lage der Fig. 2 entgegengesetzten Endstellung, so daß also der volle Dampfdruck auf ihn einwirkt, so ist eine Verschiebung des Steines s nach abwärts in die Lage der Fig. 4 erfolgt, bei welcher die Mittellinie des Kulissensteines s mit derjenigen der Tragzapfen n'. der Kulisse η zusammenfällt, so daß die Kulisse leer schwingt und der Kolben bzw. Plunger r keine Hubbewegung mehr ausführen kann. Die Kulisse η wird durch, eine auf. der Maschinen welle sitzende

Kurbel p bzw. ein Exzenter mittels Kurbelstange p' dadurch zum Ausschwingen gebracht, daß die gegabelten Enden der Kurbelstange p' an nach einwärts gerichteten Zapfen n" der Kulisse η angreifen..

Wird bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 die Dampfzuführung in den Zylinder i bei Sinken der Kesseldampftemperatür unterbrochen, so preßt die Feder k den Kolben I nach links, wodurch der Kulissenstein' eine Verschiebung im Sinne einer Verkürzung des P^ungerhubes erfährt; je nach der Dauer und der Größe des Spannungsabfalles, der im Zylinder i herrscht, wird der Hub des Plungers r in verschiedenem Maße, ev. bis zur Größe 0 (Fig. 4) verkleinert.

An dem Gehäuse b kann ein weiterer Stutzen t (gestrichelt in Fig. 1, ferner in Fig. 5) angeordnet werden, von dem aus der Dampf zu einem in die Brennstoffleitung eingebauten Steuerorgan gelangt. Solange der Thermostat a mit seinem Ventilkörper g die Abzweigleitung h geschlossen hält, herrscht im Gehäuse b und demgemäß auch in der an den Stutzen t angeschlossenen Leitung ein bestimmter hoher Druck, der das Steuerorgan für den Brennstoff in einer bestimmten Lage hält. Wird bei Sinken der Temperatur des Kesseldampfes die Abzweigleitung h freigegeben, so erfolgt ein Spannungsabfall in dem Gehäuse b, wodurch beispielsweise infolge der Wirkung einer Feder u (ähnlich wie bei dem Kolben i der Fig. 2) eine Verschiebung des Steuerkolbens ν (Fig. 5) in dem Sinne hervorgerufen wird, daß ein von letzterem mitgenommenes Abschlußorgan w den Querschnitt des Durchtrittskanales für den zu den Brennern bzw. zum Verdampfer strömenden Brennstoff vergrößert. Der Brennstoffverbrauch wird demgemäß in demselben Maße gesteigert, als die Wasserzufuhr zum Kessel verringert wird.

Um zu ermöglichen, daß durch Beeinflussung der Brennstoffzufuhr die Gangart des Wagens geregelt wird, ist es erforderlich, von Hand die im vorstehenden gekennzeichnete selbsttätige Steuerung der Brennstoffzufuhr noch besonders einstellen zu können; es ist also die Aufgabe zu lösen, einerseits das Steuerorgan der Brennstoffleitung an die durch den Thermostaten beeinflußte Vorrichtung anzuschließen, und andererseits die Möglichkeit zu schaffen, von Hand die Flamme, des Brenners beliebig zu vergrößern oder zu verkleinern. Zu diesem Zwecke wird die Spannung der gegen den Steuerkolben ν sich legenden Feder u verschieden eingestellt, was bei Anwendung der Erfindung auf Kraftfahrzeuge vom Führersitz aus erfolgt. Soll das Kraftfahrzeug beispielsweise schnei er fahren oder eine Steigung der Fahrbahn überwinden, so steigert man die Spannung der Feder; die Folge hiervon ist, daß ein erhöhter Dampfdruck hierzu gehört, den Kolben ν entgegen dieser gesteigerten Federspannung zu verschieben und durch diese Verschiebung das Steuerorgan der Brennstoffleitung mehr oder weniger zu schließen; beim Langsamfahren wird in umgekehrter Weise die Feder entspannt.

. Die Vereinigung der selbsttätigen Steuerung der Brennstoffzuführung mit der Einstellung von Hand ist von wesentlicher Bedeutung. Durch die selbsttätige Einstellung wird bewirkt, daß die Pausen, die beim Erkalten des Dampfes im Kessel durch die Abstellung der Pumpe entstehen, wesentlich abgekürzt werden, da in dem Moment, in welchem die Pumpe' stehen bleibt, die Feder u den Kolben ν vorwärts bewegt und die Brennstoffleitung vollständig öffnet; dadurch wird eine große Hitze unter dem Kessel erzeugt, und das in demselben befindliche Wasser um so rascher verdampft, also eine um so höhere Dampftemperatur erzielt, so daß wiederum der Thermostat rascher in Tätigkeit treten und den Hilfsauslaß h abschließen kann. .

Die Regelung der Spannung der Feder u erfolgt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 5 mittels eines auf den Zylinder des Kolbens υ aufgeschraubten Federtellers z, welcher in seiner Lage zum Zylinder mittels eines Handgriffes y eingestellt werden kann.

Claims (4)

Patent-An Sprüche:

1. Verfahren zur Regelung des Betriebes von Kesseln mit schneller Verdampfung, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewasserzufuhr unmittelbar durch die Temperaturänderungen des Kesseldampfes geregelt wird, derart, daß sie beim Sinken der Dampf temperatur unter eine bestimmte Grenze verringert bzw. abgestellt wird,

.· während die Brennstoffzufuhr von Hand oder in bekannter Weise ebenfalls unmittelbar durch die Temperaturänderungen des Dampfes derart geregelt wird, daß sie bei Verringerung der Speisewasserzufuhr zum Kessel vergrößert wird.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 unter Benutzung eines Thermostaten, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermostat ein in der Dampfleitung zwischen Kessel und Speisepumpe eingebautes Abschluß- oder Umsteuerorgan beeinflußt, so daß hierdurch die Speisepumpe an- und abgestellt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an das Thermostatengehäuse (b) eine zu einem Steuerorgan für die Brennstoffmenge führende Leitung (t) angeschlossen ist, welche bei Sinken des Dampfdruckes in dem Gehäuse (b) infolge

Eröffnung eines zur Ableitung des Kesseldampfes dienenden Hilfsauslasses (h) durch eine Gegenkraft (u) ein mehr oder minder starkes Weiteröffnen des Brennstoffsteuerorganes (w) und daher ein Erhöhen der Brennstoffzufuhr zu den Brennern ermöglicht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kulissenstein (s), an welchen die durch das Gestange (m, m') eines umsteuernden Dampfkolbens (I) beeinflußte Kolbenstange (0) der Speisepumpe angreift, an einer Längsschiene (Vj der bügelartigen Kulisse (n) verschiebbar ist, während an den nach einwärts gerichteten Zapfen (n") des Kulissenbügels die Kurbel bzw. Exzenterstange (p') angelenkt, wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.