DE256576C

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Publication number: DE256576C
Application number: DENDAT256576D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Jn 256576 KLASSE 13#. GRUPPE

CHARLES LEMALE in PARIS.

Selbsttätige Dampferzeuger mit geschlossener Feuerung und Wassermantel, bei denen die Heizgase mehrere Schichten von Wasser durchströmen müssen, sind bereits bekannt. Die bekannten Dampferzeuger dieser Art sind aber den schwierigen Betriebsverhältnissen, insbesondere des Automobilwesens, nicht gewachsen, welche ein dauernd sicheres Arbeiten erheischen, selbst bei Stößen und den oft sehr

ίο geneigten Lagen des Erzeugers.

Gegenstand dieser Erfindung ist nun ein solcher Dampferzeuger, dessen Neuheit darin besteht, daß das verdampfungsfertige Wasser aus dem Wassermantel in der Form zahlreicher Strahlen in den Verbrennungsraum durch aufwärts gerichtete Öffnungen eingespritzt wird, welche in der mit ringförmigen Zacken versehenen Feuerungswand derart angebracht sind, daß die einwärts spritzenden Strahlen von oben her geschützt sind und demzufolge ihre volle Eindringungskraft bewahren trotz der ablenkenden Wirkung der mit großer Geschwindigkeit abwärts strömenden Heizgase, während unterhalb der Zackenreihe ein ebenfalls mit Schutzzacken versehener, auf- und auswärts gerichtete Wasserstrahlen abgebender Wasserspritzhut angebracht ist, von dessen Wasserstrahlen entsprechend der Temperatur des austretenden Dampfs mittels eines auf bekannte Weise durch Wärmeausdehnung gesteuerten Kolbens eine größere oder kleinere Anzahl offen gelassen werden.

Die Neuheit der Erfindung besteht aber auch in der erheblich verbesserten Regelung,' welche das selbsttätige Regeln der Luft- und Petroleummengen für alle Verbiennungsstärken zur Sicherung einer gleichbleibenden Brennmischung sichert.

Damit der Dampferzeuger augenblicklich durch ein Wechseln der Belastung beeinflußt wird, ist es notwendig, daß die Bewegung des nach der Maschine strömenden Gemisches selbsttätig die augenblicklich im Erzeuger verbrannte Brennstoffmenge steuert bei gleichbleibender Karburierung, also bei unverändert 4-5 bleibendem Verhältnis zwischen den in die Feuerung eintretenden Mengen Luft und Petroleum. Was nun aber die Luft angeht, so ist die in. der Zeiteinheit ausfließende Menge Funktion ihres Drucks und ihrer Ausflußgeschwindigkeit, und diese beiden Faktoren können sich stets verändern, je nach den fortwährenden Betriebsschwankungen der Maschine :

1. wenn die Belastung der Maschine sich verringert, so. wird der Regler den Zufluß des Gemisches drosseln, und die Durchflußmenge wird geringer werden. Beim Eintreten in den Erzeuger wird die Luft — weil im vorliegenden Fall keine Pufferdampfmasse vorhanden ist ·— den gleichen Geschwindigkeitsfall erfahren bei gleichbleibender Spannung. In demselben Moment muß nun die zufließende Petroleummenge selbsttätig eingestellt werden, damit das gleiche Karburierungsverhältnis gesichert bleibt;

2. wenn im Gegenteil die Belastung der Maschine sich erhöht, so vergrößert sich der Zufluß des Triebgemisches, was nun in der Luftzuflußleitung zum Erzeuger eine Geschwindigkeitsvergrößerung unter geringer Spannungsverminderung hervorruft. Wiederum

muß die Petroleummenge selbsttätig und augenblicklich eingestellt werden, um das gleiche Karburierungsverhältnis zu erhalten.

Die neue Regelungsvorrichtung ist dementsprechend dadurch gekennzeichnet, daß der Petroleumeinlaßkolben selbsttätig eingestellt wird, und zwar als Funktion des Luftdrucks und der Luftgeschwindigkeit in der Zuleitung von einer zwei oberhalb ihrer Kolben durch

ίο ein Rohr verbundene Zylinder umfassenden Reglervorrichtung, deren erster Zylinder einen im Ruhezustand durch eine Feder hinaufgedrückten Kolben enthält und oberhalb des letzteren durch einen Kanal mit der Druckluft-Zuflußleitung verbunden ist, während der zweite Zylinder einen im Ruhezustand unten befindlichen Kolben enthält und unterhalb dieses letzteren durch eine Ableitungspfeife, deren Kopf der Luftströmung in der Leitung entgegengerichtet ist, in Verbindung steht, wobei der im Ruhezustand den Petroleumzufluß absperrende Kolben durch einen Hebel mit den Kolbenstangen der Reglerkolben verbunden ist.

Man ersieht, daß in beiden vorangeführten Fällen die Vorrichtung den Bedingungen entspricht, so daß die verbrauchte Brennstoffmenge stets im Verhältnis zur Maschinenleistung bleibt, wie dies in den Explosionsmotoren der Fall ist. Es ergibt sich daraus auch eine bedeutende Ersparnis.

Die Mengenwechsel, welche durch die Arbeitsbedingungen der Maschine hervorgerufen werden, dürfen auf keinen Fall die Temperatur des Treibmittels ändern. Es ist daher notwendig, auf selbsttätige Weise augenblicklich den Zufluß des Wassers auf die jeweils verdampfbare Menge zur Beibehaltung der Temperatur einzustellen, und zwar für alle möglichen Arbeitsverhältnisse der Maschine. Dieser Bedingung wird ebenfalls durch die Erfindung entsprochen.

Der Erfindungsgegenstand wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.

Die Druclduft aus der Zuflußleitung 1 strömt bei 2 in den oberen Teil des Erzeugers ein.

Das Petroleum kommt durch die Leitung 3 herangeströmt und tritt mitten oben in den Erzeuger ein, wo es mittels einer Ausströmvorrichtung in aufwärts gerichtete Strahlen 4 ringsherum verteilt wird. Der Zufluß des Petroleums ist aber nur möglich, wenn die Öffnungen 5 einer Steuervorrichtung nicht durch deren Mönchskolben 6 verschlossen sind.

Die Verbrennung findet statt in dem oberen Raumteil des Erzeugers, welcher Teil die Feuerung 7 bildet und vollständig von zwei gleichachsigen Wassermänteln 8 und 9 umgeben ist.

Das in dem äußeren Mantel 8 umlaufende, bei 10 eingetretene Wasser tritt beim Ver- ! lassen dieses letzteren teilweise in den zweiten Mantel 9 (bei 11) ein, wo es erwärmt wird. ■ Das so vorgewärmte Wasser gelangt schließlieh in den Ringraum 12, dessen innere Wandung mehrere Reihen von nach innen aufwärts gerichteten Durchbohrungen 13 aufweist, welche in zackenförmigen Verstärkungen 14 der Erzeugerwand angebracht sind. Das hier schon hocherhitzte, verdampfungsfertige Wasser tritt in den Erzeuger ein in der Gestalt von in mehreren übereinanderliegenden Schichten befindlichen, hochverteilten Strahlen 15, welche dank des ihnen von den Zacken 14 gegen die abwärts strömenden Verbrennungsgase gewährten Schutzes ungehindert hervorspringen und demzufolge eine feine Wasserverteilung sichern. Die sehr heißen Gase der im oberen Erzeugerraum stattfindenden Verbrennung dringen nun abwärts durch die verschiedenen Strahlenschichten 15 und verdampfen sofort das Wasser.

Der übrige Teil des aus dem Mantel 8 austretenden Wassers tritt z.B. bei 16 in einen Mantel 17 ein, der den unteren Erzeugerraum umhüllt, und geht unten durch Bohrungen 18 in den Raum 19 des in den unteren Erzeugerraum emporragenden Doms 20. Letzterer besitzt ebenfalls mehrere übereinanderliegende Reihen kleiner Bohrungen 21, welche von einem in den Dom 20 gleitenden, mit Durchflußöffnungen 23 versehenen Kolbenschieber 22 gesteuert werden zwecks Regelung der Temperatur des Gas- und Dampfgemisches.

Je nach der von der Maschine geforderten Treibmittelmenge, erfährt die durch Leitung ι heranfließende Luft, wie eingangs, Mengen Veränderungen, entweder durch Änderung ihrer Geschwindigkeit oder ihres Drucks. Damit nun das Petroleum stets im gleichen Mengenverhältnis in den Erzeuger einströmt, muß die lichte Weite der Petroleum-Einlaßöffnungen 5 entsprechend des Produktes von Druck und Geschwindigkeit der Luft in Leitung τ gesteuert werden.

Zu diesem Zweck sind auf der Leitung 1 zwei Zylinder 24 und 25 angeordnet, in denen sich Kolben 26 bzw. 27 bewegen'. können, und zwar unter dem Einfluß der Druckluft von der Leitung 1, indem der Zylinder 24 oberhalb des Kolbens 26 durch einen Kanal 28 mit der Leitung 1 verbunden ist : und ein Rohr 29 von diesem Kanal ausgeht und oberhalb des Kolbens 27 in den Zylinder 25 mündet.

Wenn in der Leitung 1 kein Druck herrscht, befinden sich die Kolben 26 und 27 in der auf der Zeichnung veranschaulichten Lage, also 26 oben und 27 unten, wobei die Köpfe der betreffenden Kolbenstangen 30 und 31 die Stellungen 32 und 33 einnehmen. . Ein

Hebel 34 verbindet die Kolbenstangen 30 und 31 mit dem Kopf des Mönchskolbens 6. Dieser Kopf befindet sich bei 35, und der Petroleumzufluß ist demzufolge abgesperrt.
Hier muß erwähnt werden, daß der Zylinder 25 unterhalb des Kolbens 27 mit einer Ableitungspfeife 36 mit in die Leitung 1 mündendem, der Luftströmung entgegengerichtetem Kopf 37 versehen ist.

Nehmen wir nun mal an, daß während des Betriebs das Einlaßventil der vom Erzeuger gespeisten Maschine zum Anhalten letzterer geschlossen wird. In diesem Fall nimmt der Stangenkopf des Kolbens 26 die Stellung 38 ein, weil die Druckluft von der Leitung 1 den Kolben 26 niederdrückt, entgegen der Wirkung einer unter letzterem angeordneten Feder 39. Dagegen verharrt der Stangenkopf des Kolbens 27 in der gezeichneten Lage 33, weil keine Luftbewegung stattfindet, in der Leitung 1, so daß keine Luft durch die Pfeife 36, 37 in den Zylinder 25 eindringen und den Kolben 27 aufwärts drücken kann.

Der Kopf des Steuerkolbens 6 wird aber die Stellung 40 einnehmen, wobei der Petroleumzufluß ebenfalls abgesperrt bleibt.

Wen'n aber das Einlaßventil der Maschine aufgemacht wird, so fließt die Druckluft durch die Leitung i_; und es entsteht dank der Ableitungspfeife 36 ein Überdruck· unterhalb des Kolbens 27, wobei die Druckdifferenz zwischen beiden Flächen dieses Kolbens 27 im Verhältnis des Quadrats der Durchflußgeschwindigkeit in der Leitung 1 sein wird. Der Stangenkopf des Kolbens 27 wird sich dann bis in die Stellung 41 emporheben, welche der Maximalleistung der Druckluftleitung 1 entspricht, und in diesem Fall wird der Kopf des Petroleum-Steuerkolbens 6 in seiner Höchst lage 42 sich befinden, so daß der Petroleumzufluß voll und ganz geöffnet ist. Bei jeder Verminderung der Luftgeschwindigkeit oder des Luftdrucks in der Leitung 1 wird der Kolben 6 also die Petroleum-Zuflußöffnungen 5 entsprechend drosseln.

Zwecks Regelung der Temperatur können die Spritzlöcher 21 des Doms 20 mittels des hohlen Kolbenschiebers 22 gesteuert werden, dessen durch eine Stopfbüchse 43 nach außen geführte Stange 44 unter Vermittlung eines Servomotors 45 bewegt wird.

In der zur Maschine führenden Treibmittelleitung 46 ist eine Rohrschlange 47 vorgesehen, welche mit einer verdampf baren Flüssigkeit gefüllt ist, deren Spannung entsprechend der Treibmitteltemperatur auf eine zwischen zwei Schalen 48 und 49 eingespannte Membran 50 einwirkt. Die der Temperatur entsprechende Wölbung der Membran 50 überträgt sich auf die an der Membran angebrachte Stange 51, welche mittels eines bei 52 gelagerten zweiarmigen Hebels 53 den Kolben 22 derart bewegt, daß letzterer entgegengesetzt der Temperaturschwankungen die Löcher 21 steuert, in der Weise, daß die Temperatur immer wieder auf ihre normale Höhe gebracht wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

Ii Selbsttätiger Dampferzeuger mit geschlossener Feuerung und Wassermantel, bei dem die Heizgase mehrere Schichten von Wasser durchströmen müssen, dadurch gekennzeichnet, daß das verdampfungsfertige Wasser aus dem Wassermantel (9) in der Form zahlreicher Strahlen in den Verbrennungsraum (7) durch aufwärts gerichtete Öffnungen (13) eingespritzt wird, welche in der mit ringförmigen Zacken (14) versehenen Feuerungswand derart angebracht sind, daß die einwärts spritzenden Strahlen von oben her geschützt sind, während unterhalb der Zackenreihe (14) ein ebenfalls mit Schutzzacken (21) versehener, auf- und auswärts gerichtete Strahlen abgebender Wasserspritzhut (20) angebracht ist, von dessen Wasserstrahlen entsprechend der Temperatur des austretenden Dampfs mittels eines auf bekannte Weise thermostatisch gesteuerten Kolbens (22) eine größere oder kleinere Anzahl offen gelassen werden.
2. Dampferzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Petroleum-Einlaßkolben (6) selbsttätig eingestellt wird, und zwar als Funktion des Luftdrucks und der Luftgeschwindigkeit in der Zuleitung (1) von einer zwei oberhalb ihrer Kolben durch ein Rohr (29) verbundene Zylinder (24 und 25) umfassenden Reglervorrichtung, deren erster Zylinder (24) einen im Ruhezustand durch eine Feder hinaufgedrückten Kolben enthält und oberhalb des letzteren durch einen Kanal (28) mit der Druckluft-Zuflußleitung (1) verbunden ist, während der zweite Zylinder (25) einen im Ruhezustand unten befindlichen Kolben (27) enthält und unterhalb dieses letzteren (27) durch eine Ableitungs-.pfeife (36), deren Kopf (37) der Luft-Strömung in der Leitung (1) entgegengerichtet ist, in Verbindung steht, wobei der im Ruhezustand den Petroleumzufluß absperrende Kolben (6) durch einen Hebel (34) mit den Kolbenstangen ,(31 und 30) der Reglerkolben (26 und 27) verbunden ist,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.