DE30633C - Dampfkesselanlage zur Rückführung des Abdampfes in den Dampfkessel - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Rückführung von Abdampf aus Maschinen, theils in gasförmigem und theils in condensirtem Zustande, sowie die Rückführung von Condensationswasser aus Heizkörpern, Dampfkoch- und anderen Apparaten nach dem Dampfkessel in der Weise, dafs zwischen Kessel und Maschine, Heizkörpern oder anderen Apparaten ein steter Kreislauf hergestellt ist.

Durch die Fig. 1 und 3 wird gezeigt, wie die Rückführung von Maschinenabdampf in obigem Sinne nach dem Kessel bewirkt werden soll. Fig. 2 zeigt eine Modification dieser Einrichtung. Die Fig. 4 und 5 zeigen die Art und Weise, wie das Condensationswasser aus Heizkörpern, Dampfkoch- und anderen Apparaten nach dem Dampfkessel zurückgeführt werden soll, und die Fig. 6, 7 und 8 sind Details zu vorgenannten Einrichtungen.

Dieselben Gegenstände sind mit denselben Buchstaben bezeichnet.

Es stellen vor:

A lind B Dampfkessel,

C C₁ C₂ und C₃ Wasserbehälter,

JD eine durch Dampf betriebene Maschine

oder dergleichen,

L L₁ bis Z₁₇ Rohrleitungen,

R R₁ bis R₎₇ Rückschlagventile, die nur

einen Durchfluss in der jeweils angedeuteten Pfeilrichtung, nicht aber in entgegengesetzter Richtung gestatten,

VV₁ bis' F₁₅ Absperrventile,
JJ₁ Injectionsappara.te, · .

JrI Apparate, in welchen Dampf zu Wasser condensirt wird, als Heizkörper, Dampfkochapparate etc.

Im Kessel A wird der Dampf auf den gewünschten Arbeitsdruck für die Maschine D bezw. die Apparate H gebracht, während im Kessel B eine höhere Dampfspannung nach dem jeweiligen Bedürfnifs erzeugt wird. Der Wasserbehälter C wird über dem Kessel B bezw. A aufgestellt und communicirt durch die entsprechenden Rohrleitungen mit den Wasser- und Dampfräumen des Kessels A bezw. B. Die Wasserbehälter C₁ C₂ und C₃ werden unter den Heizkörpern H oder anderen Apparaten, in welchen Dampf zu Wasser condensirt wird, placirt und communiciren durch die entsprechenden Rohrleitungen mit diesen Apparaten und den Wasser- bezw. Dampfräumen des Kessels A bezw. B.

Die Injectionsapparate / und J₁ erhalten ihren Betriebsdampf aus dem Kessel B.

L₄ ist das Abdampfrohr der Maschine Z), welches sich an den Injectionsapparat J anschliefst. L₅ schliefst sich an das Ausflufsende von / an und communicirt mit dem Kessel A. L₆ ist das Dampfzufuhrungsrohr nach der Maschine D bezw, den Heizkörpern H,

Die erwähnte theilweise Condensation des Abdampfes bezweckt, das zum Betrieb des Injectionsapparates J bezw. J₁ benöthigte Speisewasser für den Kessel B zu gewinnen, was dadurch geschieht, dafs man die Leitung L₄ oder L₅ in entsprechender Länge etwa schlangenförmig gebogen anlegt und von kalter Luft

oder Wasser umspülen läfst. Genügt diese Condensation nicht, so wird in die Leitung L₄ oder L₅ ein Röhrencondensator 7", Fig. 6, in entsprechender Gröfse eingeschaltet und durch diesen von unten nach oben kaltes Wasser getrieben, welches bei u eintritt, die Röhren ρ umspült und bei ο abfliefst, wonach dasselbe zu irgend einem anderen, nicht in den Rahmen dieser Erfindung gehörigen Zweck verwendet werden kann.

An Stelle eines Röhrencondensators kann auch ein anderer Condensator bekannter Construction verwendet werden.

Der Betrieb der durch Fig. ι dargestellten Einrichtung ist folgender: Nachdem die beiden Kessel A und B angefeuert und ein kleiner Ueberdruck erreicht ist, wird zunächst infolge der Spannung in A durch die Leitung L₁ Wasser nach dem Behälter C gedrückt, bis derselbe vollständig angefüllt ist. Wegen der eingeschalteten Rückschlagventile R R₁ und R, kann nun das Wasser weder in die Leitung L eintreten, noch nach A zurückfliefsen, auch nicht in B eintreten, da durch die in B vorhandene höhere Spannung das Rückschlagventil R₂ geschlossen gehalten wird.

Ist der Arbeitsdruck in A und der benöthigte höhere Druck in B erreicht, so wird zunächst der Condensator in Gang gebracht, dann durch Oeffnen des Ventils F₆ die Maschine D und durch Oeffnen des Ventils V₃ der Injectionsapparat J in Betrieb gesetzt. Der letztere saugt den Abdampf durch die Leitung L₄ an und treibt ihn infolge der höheren Dampfspannung im Kessel B gegenüber derjenigen in A theils in gasförmigem und theils in condensirtem Zustande durch die Leitung L₅ in den Kessel A zurück, wo derselbe wieder auf die normale Arbeitsspannung gebracht wird, um den Kreislauf von neuem anzutreten. Das Rückschlagventil R₅ verhindert, dafs Wasser aus A in die Leitung L₅ zurücktreten kann.

Ist der Wasserstand im Kessel B so weit gefallen, dafs eine Speisung erforderlich wird, so öffnet man Ventil F, wodurch die in B herrschende Spannung nach dem Wasserbehälter C fortgepflanzt und infolge der erhöhten Lage von C so lange Wasser aus diesem Behälter nach B befördert wird, bis der normale Wasserstand im Kessel B wieder erreicht ist, wonach Ventil F geschlossen wird. Der Druck von B gegen C wird hiernach sofort aufgehoben und C von neuem aus dem Wasserraum von A in der bereits beschriebenen Weise mit Wasser gefüllt.

Wenn aufser dem Abdampf noch Condensationswasser aus Heizkörpern, Dampf kochoder anderen Apparaten in genügender Menge .nach dem Kessel A befördert wird, so ist die besagte theilweise Condensation in der Leitung L₄ oder L₅ nicht nöthig.

Man kann auch das Condensationswässer in Leitung L₄ oder L₅ in bekannter Weise vom Dampf trennen, etwa in der unteren Kammer des ■ Condensators T in Fig. 2 oder durch einen Wasserabwerfer, wie in Fig. 1 punktirt angedeutet, alsdann das Wasser nach einem Wasserbehälter abführen und es von hier mittelst Speisevorrichtung bekannter Construction nach dem Kessel B zurückbringen, während nur der zurückbleibende Dampf nach A befördert wird. ■ Der Dampf kann in diesem Falle auch vor seinem Eintritt in den Arbeitskessel A auf die normale Arbeitsspannung erhitzt werden, wobei die Erhitzung durch directes Feuer oder durch die gröfsere Wärme des hochgespannten Kessels erfolgen kann, indem man den letzteren etwa mit Röhren durchzieht, welche von dem Kesselinhalt (Wasser oder Dampf) umspült werden, während der niedrig gespannte Dampf durch die Röhren hindurchgeführt wird. Der Arbeitskessel A erfüllt dann nur den Zweck ' eines Windkessels und kann in manchen Fällen ganz fortbleiben.

Eine Feuerung von Kessel A kann auch dann entbehrt werden, wenn in den Wasserraum des Kessels A eine Dampfrohrschlange W oder ein anderer Dampfheizkörper bekannter Construction eingelegt wird, durch welche der hochgespannte Dampf des Kessels B hindurchläuft, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. Das Condensationswässer dieser Rohrschlange fliefst nach dem Behälter C₂ ab und wird nach dem Kessel A zurückgebracht, wie dies bei der Beschreibung von Fig. 4 erläutert wird. Das Wasser, welches durch Undichtigkeiten etc. verloren geht, wird von Zeit zu Zeit den Kesseln wieder zugeführt.

Wenn die Maschine oder andere Apparate schmutziges Schmieröl u. dergl. in den Abdampf bringen, so wird ein Filtrirapparat, Fig. 7, in die Leitung L₄ eingeschaltet. Derselbe besteht aus einem Gefäfs G mit zickzackförmig eingehängtem Filter F aus geeignetem Gewebe, durch welches der'Abdampf in der angedeuteten Pfeilrichtung seinen Weg nimmt. Das im Abdampf enthaltene schmutzige OeI wird durch das Filter zurückgehalten, fliefst an demselben herunter und wird von Zeit zu Zeit durch den Hahn N mit dem bis dahin gebildeten Condensationswässer abgelassen, oder es wird an das Ableitungsrohr L₇ ein Condensationswasserableiter angeschlossen und durch diesen das Gemisch von Condensationswässer und OeI selbstthätig abgeführt. Wird das Abflufsrohr L₇, wie gezeichnet, U-förmig herumgebogen, so kann das OeI mit dem Condensationswässer frei abfliefsen, ohne dafs Luft in das Abdampfrohr eintreten kann.

Durch den Deckel M ist eine leichte Auswechselung und Reinigung des Filters F ermöglicht und durch die zickzackförmige Anordnung von F wird eine grofse Oberfläche und dadurch ein leichter Durchflufs des Abdampfes geschaffen. Das trotz des Filters in die Kessel kommende OeI wird von Zeit zu Zeit, wenn die Kessel kalt liegen, abgepumpt.

Fig. 3 zeigt die gleiche Einrichtung wie Fig. i, nur wird hier der Wasserbehälter C durch einen Injectionsapparat J₁ ersetzt. Auch durch eine andere Speisevorrichtung bekannter Construction kann das Wasser aus A nach B befördert werden.

Soll aufser dem Abdampf auch Condensationswasser aus Heizkörpern, Dampf kochapparaten etc. in den Arbeitskessel A zurückgeführt werden, so wird die Anordnung nach Fig. 4 getroffen.

Die Dampfzuleitung L₆ schliefst sich an die mit Dampf zu versehenden Heizkörper oder andere Apparate H an, und das sich bildende Condensationswasser wird durch die Leitung L₈ mit eingeschaltetem Rückschlagventil R_s in einen Wasserbehälter C₁ unten eingeführt. Die Rohrleitung L₉ communicirt mit dem Boden von C₁ und mit dem Kessel A, und die Leitung L₁₀ schliefst sich oben an C₁ an und communicirt mit dem Dampfraum von Kessel -B. Sobald das Wasser in C₁ auf eine bestimmte Höhe gestiegen ist, öffnet man das Ventil F₁₀, wodurch die hohe Kesselspannung von B nach C₁ fortgepflanzt und das Wasser von C₁ nach Kessel A gedrückt wird. Das Rückschlagventil Rg verhindert, dafs das Kesselwasser aus A nach C₁ zurücktritt, und durch Rückschlagventil i?₈ wird vermieden, dafs von C₁ Wasser in die Leitung L₈ eindringt. Ist der Wasserstand in C₁ auf das gewünschte Mafs gefallen, so schliefst man Ventil F₁₀ und es kann sich jetzt von neuem der Behälter C₁ mit Condensationswasser anfüllen. Der Wasserbehälter C₂, welcher das Condensationswasser der Rohrschlange W, Fig. 4, aufnimmt, wird in gleicher Weise entleert und das Wasser nach A befördert.

Hat man nur Condensationswasser zurückzuführen und keinen Abdampf, dann wird der Kessel B mit erhöhter Dampfspannung überflüssig und die Anordnung nach Fig. 5 getroffen. Das in C₁ angesammelte Wasser wird durch Oeffnen von Ventil F₁₁ zunächst in den Behälter C gedrückt, dann wird F₁₁ geschlossen und V geöffnet, wodurch der Ueberdruck von A nach C fortgeflanzt und infolge der erhöhten Lage von C das Wasser aus diesem Behälter nach dem Kessel A befördert wird. Der Wasserbehälter C₃, welcher das Condensationswasser aus dem Condensator T, Fig. 2, aufnimmt, wird in ganz gleicher Weise durch den Kesseldruck von B entleert und das Wasser nach B befördert.

Das Wasserzuflufsrohr des Condensators T erhält einen Regulirhahn oder ein Ventil N₁, wodurch man jeden Augenblick den Wasserdurchflufs und damit die Energie der Condensation ändern kann. Da nun die Spannung in A hauptsächlich auch durch das jeweilige Mischungsverhältnifs von Abdampf und Betriebsdampf des Injectionsapparates J bedingt wird, so hat man durch den Hahn N₁ eine leichte Handhabe zur steten Ausgleichung der Spannung in A gegenüber derjenigen in B. Diese Ausgleichung kann leicht automatisch dadurch bewirkt werden, dafs man einen der bekannten Apparate, welche zur selbstthätigen Regulirung der Verbrennungsluft bei Kesselanlagen Verwendung finden und auf Druckoder Temperaturänderungen im Innern eines Dampfkessels basiren, mit dem Kessel A und dem Hahn oder Ventil N₁ in Verbindung bringt.

Fig. 8 zeigt einen Mechanismus, durch welchen das Oeffnen und Schliefsen der Ventile F bezw. F₁₀ oder F₁₁ oder F₁₅ selbstthätig bewirkt werden soll.

Zum Oeffnen und Schliefsen des Ventils F ist die Einrichtung wie folgt getroffen: Ein in den Kessel B eingelegter Schwimmer S wird durch den steigenden und fallenden Wasserstand des Kessels auf- und niederbewegt und hierdurch dem mit dem Schwimmer verbundenen und auf der Achse α drehbaren Hebel bad eine schwingende auf- und abwärtsgehende' Bewegung gegeben.

Auf der Achse a_t ist ein geschlossenes, theilweise mit Quecksilber oder einer anderen Flüssigkeit . angefülltes Rohr r drehbar gelagert, in der Weise, dafs beim Steigen des Schwimmers S das Rohrende e durch das Hebelende b und beim Fallen von S das Rohrende ε_λ durch das Hebelende d aufwärts bewegt wird. Das Rohr r trägt einen Zapfen ^, welcher von der in eine Oese endigenden Ventilstange s gefafst wird. Die letztere trägt das Ventil F (bezw. F₁₀ F₁₁ oder F₁₅), welches als vollständig entlastetes Doppelsitzventil construirt ist. Auf der Ventilstange 5 sitzt ein Zapfen %, welcher durch eine an dem Ende e² eines zweiten kleineren Rohres T₁ sitzende Oese gefafst wird. Auch dieses Rohr wird theilweise mit Quecksilber oder einer anderen Flüssigkeit angefüllt und ist um die Achse λ₂ drehbar. Der Betrieb ist folgender:

Sobald im Kessel B der Wasserstand und mit demselben der Schwimmer S nahe bis zur niedrigsten Grenze gefallen ist, ist das Rohr r mittelst des Hebelendes d bis zur horizontalen Lage gehoben. Bei weiterem Sinken

von S und damit verbundener Aufwärtsbewegung des Rohrendes ε_λ füefst das Quecksilber gegen das Rohrende e, wodurch dort ein Uebergewicht hergestellt und das Rohr r plötzlich so weit herumgeworfen wird, als dies durch den gewünschten Hub bedingt ist. Der Zapfen \ schlägt hierbei nach oben gegen die Oese der Ventilstange s, wodurch Ventil V plötzlich geöffnet wird. Der Dampf strömt jetzt mit voller Kraft durch die Leitung L, Fig. i, nach dem Wasserbehälter C und bewirkt die Speisung des Kessels B in der bereits beschriebenen Weise. Ist der Wasserstand in B wieder bis zur normalen Höhe gestiegen, so ist das Rohrende e₂ bis zur horizontalen Lage abwärts gegangen, ohne dafs die Ventilstange s mitgenommen wurde infolge der Länge der erwähnten Oese von s, und es fliefst jetzt bei weiterem Steigen des Schwimmers das Quecksilber gegen das Ende O₁ des Rohres r und bewirkt dadurch das plötzliche Schliefsen von Ventil V, indem der Zapfen \ nach unten gegen die Oese von 5 schlägt. So wiederholt sich das Spiel ununterbrochen.

Das Ende e² des zweiten kleineren Rohres T₁ wird beim Auf- und Niederwerfen der Ventilstange s durch den Zapfen ^₁ mitgenommen, wodurch einmal das Rohrende e₃ und das andere Mal das Rohrende e₂ das Uebergewicht erhält. Hierdurch wird beim Niedergang des Zapfens \ die Ventilstange mit dem Ventil so lange hochgehalten, bis \ nach. unten gegen die Oese der Ventilstange schlägt und so das plötzliche Schliefsen des Ventils V bewirkt. Umgekehrt wird bei der Aufwärtsbewegung des Zapfens % die Ventilstange durch die Oese vom Rohrende C₂ so lange niedergehalten, bis I nach oben gegen die Oese der Ventilstange schlägt und so das plötzliche Oeffhen des Ventils V hervorbringt.

Für den Behälter C₁ oder C₂ mufs entweder der Schwimmer 5 nach rechts oder der Zapfen \ nach links gelegt werden, da hier beim höchsten Wasserstand das entlastete Doppelsitzventil geöffnet und beim niedrigsten Wasserstand geschlossen werden mufs.

Die Achse α kann durch die Kesselwandung hindurchgefühlt und der ganze Mechanismus bis auf den Schwimmer S aufserhalb des Kessels placirt werden. Das Ventil V mufs dann ein Gehäuse erhalten, welches mit dem Dampfraüm des Kessels communicirt. An Stelle der zum Theil mit Quecksilber angefüllten Rohre r und T₁ kann auch je eine massive Stange angewendet werden, auf welcher sich eine Kugel oder Rolle hin- und herbewegt, und an Stelle des Quecksilbers in den Rohren r und r.j kann auch eine Kugel verwendet werden.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. In Verbindung mit dem Hochdruckkessel B, dem Niederdruckkessel A, dem Injectionsappbrat J und der Maschine D die Anwendung eines über den Kesseln A und B plackten Wasserbehälters C, welcher durch die Rohrleitungen L L₁ und L₂, Fig. i, mit den eingeschalteten Rückschlagventilen R R₁ und R₂ und dem Absperrventil V mit beiden Kesseln verbunden ist behufs Speisung des hochgespannten Kessels aus dem Wasserinhalt des niedriger gespannten Kessels.

An dieser Dampfkesselanlage:

2. Die Trennung des Condensationswassers in Leitung L₄ oder JL₅ vom Dampf durch einen Wasserabwerfer bekannter Construction und Erhitzung dieses Dampfes in der beschriebenen Weise auf die Temperatur der normalen Arbeitsspannung vor dem Eintritt in den Arbeitskessel oder Behälter A. <■ .

3. Die Einschaltung eines Gefäfses G, Fig. 7, in die Abdampfleitung mit zickzackförmig eingehängtem Filter aus geeignetem Gewebe behufs Zurückhaltung und Abführung der in dem Abdampf enthaltenen Schmutztheile, Schmieröle u. dergl.

4. Die Anwendung der bekannten Apparate, welche zur selbstthätigen Regulirung der Verbrennungsluft bei Kesselanlagen verwendet werden und deren Wirkung auf Druck- oder Temperaturänderungen im Innern eines Dampfkessels beruhen, zur automatischen Bewegung des Hahnes oder Ventils JY₁ behufs Regulirung des Wasserdurchflusses durch den Condensator T bezw. der selbstthätigen Ausgleichung der jeweiligen Spannung im Kessel A gegenüber derjenigen im Kessel B.

5. Die Anwendung eines um die Achse a₁₇ Fig. 8, drehbaren geschlossenen Rohres r, welches theilweise mit Quecksilber oder einer anderen Flüssigkeit angefüllt ist oder im Innern eine leicht bewegliche Kugel erhält, in Verbindung mit einem in einen Dampfkessel oder Wasserbehälter eingesetzten Schwimmer S in der Weise, dafs bei abnehmendem Wasserinhalt im Kessel mittelst geeigneter Hebelübersetzung vom Schwimmer auf das Rohr r das letztere etwas über die horizontale Lage gehoben wird, so dafs das Quecksilber nach dem einen Ende von Rohr r überfliefst, dort ein Uebergewicht hervorruft und ein plötzliches Umkippen dieses Rohres bewirkt, wodurch bei entsprechender Bewegungsübertragung ein Ventil oder Hahn plötzlich geöffnet bezw. geschlossen wird, während

bei zunehmendem Wasserinhalt im Kessel oder Wasserbehälter die umgekehrte Bewegung entsteht.

In Verbindung mit dieser Einrichtung die Anwendung eines zweiten ähnlichen, aber kleineren Rohres T₁, drehbar um die Achse a₂, welches an dem einen mit Oese versehenen Ende mit der Ventilstange s so verbunden ist, dafs dieses Rohrende bei der auf- und niedergehenden Bewegung von der Ventilstange mitgenommen wird, wodurch das Uebergewicht des einmal nach der einen und dann nach der anderen Seite des Rohres überfliefsenden Quecksilbers einmal das Ventil so lange offen hält, bis in der beschriebenen Weise der plötzliche Schlufs dieses Ventils' bewirkt wird, und umgekehrt das Ventil so lange geschlossen hält, bis dasselbe wieder plötzlich geöffnet wird.

Hierzu ι Blatt .Zeichnungen.