DE269147C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVe 269147 KLASSE 14 h. GRUPPE

CARL A. HÄRTUNG in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. April 1910 ab.

Die Versuche, den Dampf bei Einzylindermaschinen durch Anbringung von Zapfstellen in verschiedenen Entfernungen von den Zylinderenden während der Expansionsperiode oder am Ende des Expansionshubes mittels einer zweiten Auslaßsteuerung zu entnehmen, haben praktisch einen ganz unzulänglichen Erfolg gehabt. Es können nur relativ geringfügige Heizdampfmengen erhalten werden. Die benötigten Konstruktionen sind dabei von einer kaum haltbaren Kompliziertheit, und überdies lassen diese und ähnliche Anordnungen bezüglich einer guten Ökonomie sehr viel, wenn nicht alles zu wünschen übrig.

Im Gegensatz zu den vorgeschilderten bekannten Verfahren gestattet die vorliegende Erfindung eine selbsttätig regelbare, von etwa ο bis ioo Prozent des Arbeitsdampfes wechselnde Heizdampfentnahme und dabei eine möglichst günstige Ausnutzung der gesamten Dampfmenge zur Kraftleistung, und zwar mittels _N einer einzylindrigen Maschine durch direkte Entnahme aus dem betreffenden Zylinder, ohne daß es im Prinzip nötig ist, den Zylinder in seinen Abmessungen gegenüber der normalen Gegendruckmaschine größer zu halten.

An einem solchen Zylinder sind, abgesehen von den Ein- und Auslaßorganen, noch besondere Entnahmeorgane für den Heizdampf vorgesehen, welche zweckmäßig an den Zylinderenden angeordnet werden. Diese Ent-.. nahmeorgane werden — etwa durch eine Feder oder deren Äquivalent — verschlossen gehalten und durch eine besondere Steuerung während des Arbeitshubes des Kolbens verriegelt. Sie können sich also nur öffnen, falls beim Rückwärtsgang des Kolbens die im Zylinder etwa noch vorhandene Dampfmenge so weit komprimiert worden ist, daß dieser Druck denjenigen in der Zuleitung zu den Heizkörpern um ein geringes übersteigt. Die Dampfmenge, die durch diese Entnahmeorgane nach den Heizvorrichtungen durch den zurücklaufenden Kolben gedrückt wird, hängt demnach von der Spannung ab, die durch das Öffnen der Auslaßorgane im Zylinder entstanden ist, sowie von dem mehr oder weniger früheren Schluß dieser Auslaßorgane; Größe und Dauer des öffnens der Auslaßorgane nach Beendigung des Arbeitshubes muß sich nach dem jeweiligen Heizdampfbedarf richten und wird also etwa vom jeweiligen Druck in der Leitung zu den Heizapparaten abhängig gemacht werden. So wird selbsttätig eine- wechselnde, dem Verbrauch in den Heizapparaten angepaßte Dampfentnahme von etwa 0 bis 100 Prozent erzielt, denn wenn in den Heizapparaten überhaupt kein Dampf verbraucht wird (der Druck in ihnen also auf ein einstellbares Maximum gestiegen ist], so wird die Auslaßsteuerung genau so funktionieren wie bei jeder normalen Maschine und den Dampf in die Atmosphäre oder in den Kondensator auspuffen lassen. '65 Der Dampfverbrauch zur Kraftleistung wird sich also von dem einer normalen Maschine in diesem Falle nicht unterscheiden. Steigt an-

dererseits der Dampfverbrauch in den Heizapparaten bis über die für die Krafterzeugung benötigte Menge (und sinkt der Druck demzufolge in den Zuleitungen zu den Heizkörpern), so wird das erwähnte Steuerorgan das öffnen der Auslaßsteuerung ganz aufheben, so daß dann die Maschine genau so arbeitet wie eine reine Gegendruckmaschine, wobei der gesamte Dampf durch die Entnahmeorgane den Heizkörpern zugeführt wird. Hiermit ist aber das andere Extrem bei höchster Wirtschaftlichkeit erreicht. Die sich ergebenden Zwischenstufen, bei denen zunächst der zurücklaufende Kolben eine Kompression des Dampfes vornehmen muß, sind danach ohne weiteres verständlich. Dampfverbrauch, Krafterzeugung und Heizdampfentnahme gestalten sich, was Wirtschaftlichkeit anbelangt, genau wie bei den bekannten Verfahren der Heizdampfentnahme aus dem Aufnehmer mehrstufiger Maschinen, ja, man erkennt auch, daß, je größer die Heizdampfentnahme wird, das vorstehende Verfahren und die Entnahme aus einer Stufe Vorteile aufweisen, die mit der Entnahme aus den Receivern mehrstufiger Maschinen nicht erzielt werden können. Man braucht sich hierzu nur vorzustellen, daß beim reinen Gegendruckbetrieb bei der mehrstufigen Maschine der Niederdruckzylinder vollständig unnütz mitgeschleppt werden muß, ja, daß es nicht einmal möglich ist, ihn praktisch ganz ohne Dampf zu lassen, da er warm bleiben muß und auch ohne Dampf gelassen, direkt Arbeit als Luftpumpe verzehren würde. Es ist also hierbei die Entnahme des Heizdampfes theoretisch bis zu 100 Prozent nicht möglich und ein Arbeiten in der Nähe von 100 Prozent Heizdampfentnahme stets mit Nachteilen gegenüber der vorliegenden Arbeitsweise verknüpft. Hierzu kommen noch die Verluste durch vermehrte Abkühlung, mit dem großen Hochdruckzylinder verbundene ungünstige Füllungsverhältnisse bei überwiegendem Kondensationsbetrieb, vergrößerte schädliche Räume u. dgl. m.

In der Zeichnung ist zur beispielsweisen Erläuterung in Fig. 1 der Zylinder einer Gleichstrommaschine System Stumpf wiedergegeben, α, α sind in den Zylinderdeckeln sitzende Einströmventile, b, b vom Kolben gesteuerte Auslaßschlitze; bei c, c sind besondere Auslaßventile für die Entnahme des Heizdampfes angeordnet. Sie werden durch den Druck des Heizdampfes und, wenn erforderlich, durch eine zusätzliche Kraft (Gewicht, Feder o. dgl.) beständig gegen die Sitze gedrückt und durch eine Steuerung kurz vor Beginn der öffnung des Einströmventiles und während der Expansion geschlossen gehalten. Von den Auslaßschlitzen b führt eine Leitung d zum Kondensator. In derselben ist ein Abschlußorgan e (schematisch als Drosselklappe gezeichnet) angeordnet. Ein Gestänge f verbindet dieses Organ mit einem Steuerorgan g, dessen Zylinder durch eine Leitung h mit den Kochapparaten verbunden ist. Der in den Heizapparaten herrschende Druck beeinflußt somit den Kolben des Steuerapparates g. Eine Feder hält diesen Kolben in einer Endlage. Von h aus steigender Dampfdruck schiebt ihn vor bis zu einer entsprechenden Gegenspannung der Feder und öffnet dabei die Drosselklappe e. Hierdurch erhält das Vakuum aus dem Kondensator steigenden Zugang durch die Schlitze b zum Zylinderinnem.

Der Arbeitsvorgang spielt sich wie folgt ab:

Wenn kurz vor Beendigung des Kolbenrückganges ein Einströmventil α sich öffnet, ist das auf der gleichen Seite gelegene Entnahmeventil c geschlossen, während das auf der anderen Seite gelegene Entnahmeventil im gleichen Augenblick freigegeben, aber noch durch den Überdruck aus den Heizapparaten auf seinem Sitz gehalten wird. Die Auslaßschlitze b sind bereits frei, und je nach dem Druck in den Heizapparaten hat die Drosselklappe e einen mehr oder weniger großen Teil des Arbeitsdampfes nach dem Kondensator entweichen lassen. Nach Umkehrung der Kolbenbewegung und erfolgtem Verschluß der Schlitze b wird nunmehr der verbliebene Dampfrest komprimiert, etwa bis zum Punkt χ (Fig. 2), so daß der erreichte Druck das Entnahmeventil c öffnet und der Dampf so lange etwa bis y abströmt, bis die Steuerung kurz vor Beendigung des Hubes das Ventil c schließt. Es tritt danach weitere Kompression ein. Da mit den geheizten Deckeln der ganzen Einströmungsseite nur komprimierter Dampf beim Abströmen in Berührung kommt, der sich dazu noch durch die Kompression überhitzt, so bleiben sämtliche Vorzüge einer Einzylindergleichstrommaschine bei dieser Arbeitsweise erhalten.

Die vorstehend gekennzeichneten Vorrichtungen können in gleich günstiger Weise verwandt werden bei jeder Einzylindermaschine normaler oder anderer Bauart.

Die Entnahmeventile und Verschlußorgane können beliebig ausgestaltet sein und beschränkt sich die Anwendung der Vorrichtung nicht auf die beispielsweise wiedergegebene Konstruktion. .115

Es ist selbstverständlich auch möglich, die Steuerungsvorrichtung, welche durch den Druck, die Temperatur oder die Strömungsgeschwindigkeit in den Heizkörpern, durch die Menge des aus der Heizanlage anfallenden Kondensates usw. beeinflußt wird und zur Bemessung der auspuffenden oder in den Kondensator

austretenden Dampfmenge dient, auf die Steuerung der Ventile bzw. Schlitze δ selbst einwirken zu lassen. Andererseits kann dieselbe Wirkung erzielt werden, indem man das Vakuum in der Kondensation durch jene Funktionen des Heizdampfbedarfes beeinflußt, beispielsweise indem man die Wassermenge für den Kondensator oder die Naßluftpumpe in ihrem Gange selbsttätig mittels einer jener

ίο Funktionen regelt.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zur Heizdampf entnahme aus einstufigen Dampfmaschinen mit zwei sich nacheinander öffnenden Auslaßsteuerungen, dadurch gekennzeichnet, daß die sich zuerst öffnende Auslaßsteuerung einen Teil des Arbeitsdampfes dem Kondensator oder der freien Atmosphäre zuführt, während die Leitung der sich zuletzt öffnenden Auslaßsteuerung mit der Heizung in Verbindung steht, so daß der in dem Zylinder verbleibende Rest des Dampfes durch den Rückgang des Kolbens wieder komprimiert werden kann.

2. Vorrichtung zur Heizdampfentnahme gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ■ in der von der zuerst sich öffnenden Auslaßsteuerung ausgehenden Leitung eine Drosselvorrichtung angeordnet ist.

3. Vorrichtung zur Heizdampfentnahme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung entsprechend dem Heizdampfbedarf selbsttätig bedient also etwa mittels eines Druckoder Temperaturreglers entsprechend dem Druck oder der Temperatur in den Heizkörpern eingestellt wird.

4. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein entsprechend Anspruch 3 bedienter Regler auf die Erzeugung des Vakuums im Kondensator direkt einwirkt, um je nach Bedarf wechselnde Dampfmengen durch die sich zuerst öffnende Auslaßsteuerung dem Zylinder zu entziehen.

5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeorgane durch den Überdruck im Zylinderinnern selbsttätig geöffnet, danach durch besondere Steuerorgane kurz vor Beginn des Arbeitshubes verschlossen und erst nach Beendigung desselben wieder zur selbsttätigen öffnung durch den Dampfüberdruck im Zylinderinnern freigegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.