DE242949C

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Publication number: DE242949C
Application number: DENDAT242949D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Dampfüberhitzung für die durch Patentschrift 80546 bekannt gewordene Stufenkolben-Dampfmaschine. Diese Maschine stellt ein Mittelding zwischen einer Zweifach- und Dreifach-Expansionsmaschine dar. Der aus dem Hochdruckzylinder austretende Dampf wird nach einem hinter und in dem Niederdruckkolben sowie in dem Hochdruckkolben befindlichen Aufnehmerraum geführt, leistet dort, indem er infolge Expansion den Rückwärtshub der Kolben bewirkt, Arbeit, und wird darauf zwecks Leistung der eigentlichen Niederdruckarbeit vor den Niederdruckkolben geleitet. Die Fähigkeit der Maschine, mittels des Aufnehmers eine eigentliche Expansionsarbeit zu leisten, beruht wesentlich darauf, daß der Aufnehmerdampf beim Vorwärtshub der Maschine komprimiert wird. Sie ist also von der Größe des Aufnehmerraumes abhängig und wird um so größer, je kleiner der Aufnehmerraum ist.

Die in Frage stehende Maschine, ist infolge ihrer eigenartigen Bauart vorzüglich zur Verwendung von sehr hochgespanntem Dampf (bis 60 Atm. und darüber) geeignet. Jedoch ist, um bei so hohen Spannungen den Expansionsprozeß im Aufnehmer und besonders im Niederdruckzylinder trocken zu halten, eine Zwischenüberhitzung erforderlich.

Die Erfindung besteht nun in der besonderen Anordnung des Zwischenüberhitzers und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Überhitzer in die Kanäle, welche den hinter dem Niederdruckkolben liegenden Teil des Aufnehmers mit dem Hoch- bzw. Niederdruckzylinder verbinden, eingebaut ist.

Da der vom Hochdruckzylinder durch den Aufnehmer nach dem Niederdruckzylinder strömende Dampf in den Verbindungskanälen zwischen dem eigentlichen Aufnehmerraum und den beiden Zylindern die größte Geschwindigkeit hat, und die Wärmeabgabe eines Überhitzers von der Strömungsgeschwindigkeit der zu überhitzenden Gase abhängt, so erhält ein in die Verbindungskanäle eingebauter Überhitzer die relativ kleinsten Abmessungen. Mit anderen Worten, die durch den Einbau des Überhitzers notwendig werdende Vergrößerung des Aufnehmerraumes, dessen Kleinhaitung wegen der erforderlichen Kompression für die Wirkung der vorliegenden Maschine von Bedeutung ist, wird bei der der Erfindung entsprechenden Anordnung auf das Mindestmaß beschränkt. Die beanspruchte Anordnung bietet außerdem die Möglichkeit, den Überhitzer mantelartig um den Niederdruckzylinder herumzulegen, wodurch eine die Wirtschaftlichkeit der Maschine erhöhende teilweise Außenheizung des Niederdruckzylinders erzielt wird.

Auf der Zeichnung zeigt

Fig. ι ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im senkrechten Längsschnitt,

Fig. 2 einen Längsschnitt nach 2-2 der Fig. ι unter Weglassung des Deckels des Niederdruckzylinders,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Niederdruckzylinder nach 3-3 der Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt nach 4-4 der Fig. 3, von rechts gesehen.

Auf der Zeichnung bezeichnet α den Hoch druckzylinder, b den Hochdruckkolben, c das Dampfeinlaßventil und d das Dampfauslaßventil des Hochdruckzylinders. Das Auslaßventil d steht durch Löcher d¹ mit dem Innern des Hochdruckzylinders in Verbindung, e ist der Niederdruckzylinder, f der Niederdruckkolben, g das Dampfeinlaßventil und h das Dampfauslaßventil des Niederdruckzylinders. Schlitze h¹ stellen die Verbindung des Ventils h mit dem Innern des Niederdruckzylinders her. Der Hochdruckkolben ist als Plungerkolben ausgebildet und bildet mit dem Niederdruckkolben ein Stück. Von dem Auslaßventil des Hochdruckzylinders führt ein kurzer Kanal i nach einem Ringraum i¹. Dieser steht durch öffnungen i² und i^z mit zwei seitlich des Niederdruckzylinders liegenden Kanälen i⁴ und i⁵ in Verbindung. Von den Kanälen i^l bzw. i⁵ führen öffnungen i⁹ bzw. i¹ in den hinter und in dem Niederdruckkolben sowie in dem Hochdruckkolben befindlichen eigentlichen Aufnehmerraum i^s. Kanäle k verbinden die Kanäle i* und i⁵ mit dem Gehäuse des Einlaßventils g des Niederdruckzylinders. In den Kanälen i* und i⁵, welche sich mantelartig an den Niederdruck-

zylinder anlegen (siehe Fig. 3), sind Überhitzerschlangen m von engem Rohrdurchmesser untergebracht, durch welche der hochgespannte Frischdampf hindurchgeführt wird.

Angenommen, die Kolben b und f befinden sich in der rechten Endstellung (rechts und links entsprechend Fig. 1 und 2). Der Hochdruckzylinder steht dann mit der Frischdampfleitung, der Niederdruckzylinder mit dem Aufnehmer in Verbindung. Der in den Hochdruckzylinder eintretende Frischdampf treibt die Kolben nach links, wobei gleichzeitig aus dem sich entsprechend verkleinernden Aufnehmer Dampf in den Niederdruckzylinder eintritt. Der in den Niederdruckzylinder eintretende Dampf durchströmt dabei mit großer Geschwindigkeit die engen Räume des in dem Kanal i^l bzw. i⁵ untergebrachten Überhitzers und nimmt dort Überhitzungswärme auf. Nach Abschluß der Einlaßventile expandiert der Dampf im Hochdruck- und Niederdruckzylinder und treibt die Kolben weiter nach links. Der im Aufnehmer befindliche Dampf wird dabei komprimiert, und der in dem Raum i^s befindliche Dampf wird in die Kanäle i^l und i^s hineingedrückt, wobei er an den links befindlichen Teilen des Überhitzers m entlang strömt. Am Hubende wird der Niederdruckzylinder mit dem Kondensator und der Hochdruckzylinder mit dem Aufnehmer in Verbindung gebracht. Es wirkt dann auf die Hochdruckkolbenfläche und auf die entgegengesetzt liegende entsprechende Fläche des Niederdruckkolbens dieselbe Dampfspannung. Auf die Ringfläche des Niederdruckkolbens wirkt rechts Kondensatorspannung, links Aufnehmerspannung. Die Kolben werden infolgedessen durch den Aufnehmerdampf, der dabei expandiert, nach rechts bewegt. Da sich hierbei der Aufnehmerraum i^s stark vergrößert, wird der aus dem Hochdruckzylinder austretende Dampf mit großer Geschwindigkeit durch den in den Kanälen «⁴ und i^s befindlichen Überhitzer hindurch in den Raum i^s hineingesaugt, wobei er eine intensive Überhitzung erfährt. Dieses Spiel wiederholt sich bei jedem Hin- und Hergang des Kolbens.

Die beiden Rohrschlangen m in den Kanälen i⁴ und i^B bilden zusammen einen einzigen Überhitzer, denn jeder überhitzt die Hälfte des Austrittsdampfes des Hochdruckzylinders. Die Teilung in zwei Teile ist nur aus konstruktiven Rücksichten erfolgt. Es ist ersichtlich, daß dieser eine Überhitzer sowohl zur Überhitzung des von dem Hochdruckzylinder in den Aufnehmerraum i⁸ übertretenden Dampfes als auch zur Überhitzung des aus dem Aufnehmerraum i^s in den Niederdruckzylinder übertretenden Dampfes benutzt wird. Diese Dampf strömungen sind entgegengesetzt gerichtet, und da sie abwechselnd beim Hingang und beim Hergang der Maschine erfolgen, so ergibt sich für den Überhitzer eine äußerst vollkommene Ausnutzung. Der Überhitzer wird dadurch sehr kompendiös und gewährleistet, wie oben verlangt, die geringstmögliche Vergrößerung des Aufnehmers. Zur Kompendiösität des Überhitzers trägt auch wesentlich bei die hohe Temperatur, die der die Überhitzerschlangen durchströmende sehr hochgespannte Frischdampf gegenüber dem Aufnehmerdampf besitzt.

Die mantelartige Anordnung des Überhitzers zu beiden Seiten des Niederdruckzylinders ergibt gleichzeitig in bekannter Weise eine teil- no weise äußere Beheizung des Niederdruckzylinders, die eine wertvolle Ergänzung der durch den Aufnehmerdampf erfolgenden inneren Beheizung des Niederdruckzylinders bildet.

Claims

Patent-Anspruch:

Vorrichtung zur Dampfüberhitzung bei Stufenkolben-Dampfmaschinen, bei welchen

der Austrittsdampf des Hochdruckzylinders einem Expansionsarbeit leistenden, hinter dem Niederdruckkolben liegenden Aufnehmer zugeführt und von dort nach dem Niederdruckzylinder durch einen Teil desselben Weges zurückgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kanäle (i*, i⁵), welche den hinter dem Niederdruckkolben liegenden Teil des Aufnehmers (i⁸) mit dem Hoch- bzw. Niederdruckzylinder (a, e) verbinden, ein Überhitzer (m) bekannter Art eingebaut ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.