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Vorrichtung- zur Erzeugung von künstlichem Zug für Lokomotiven durch
ein mechanisches Gebläse. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung
von künstlichem Zug bei Lokomotiven.
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Bei Lokomotiven hat man zur Erzeugung von künstlichem Zug meist Strahlgebläse
verwendet, welche zwar den Vorzug großer Einfachheit besitzen, aber einen sehr schlechten
Wirkungsgrad haben und, sofern sie mit Abdampf betrieben werden, die Leistung der
Hauptkraftmaschine der Lokomotive ungünstig beeinflussen. Solche Strahlgebläse werden,
da es bei ihnen auf die mitreißende Massen-. wirkung des Dampfstrahles- ankommt,
vorteilhaft nicht mit überhitztem Dampf, sondern mit dem schwereren Sattdampf betrieben.
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Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen
worden, ein durch eine besondere Kraftmaschine, in 'der Regel eine Dampfturbine,
angetriebenes mechanisches Gebläse, Ventilator o. dgl. zu verwenden, das die Feuerungsgase
ansaugt und getrennt vom Abdampf in die Außenluft fördert. Zum Betriebe der Dampfturbine
ist hierbei in erster Linie der überhitzte Dampf geeignet,- weil Sattdampf durch
seinen Wassergehalt die Turbinenschaufeln mechanisch und chemisch angreift. Andererseits
ist aber beim Anheizen und bei Überhitzerstörungen der Betrieb des Turbogebläses
mit überhitztem Dampf nicht durchführbar, und es muß zum Betriebe mit Sattdampf
geschritten' werden. Nach der Erfindung wird nun eine Einrichtung geschaffen, welche
in erster Linie mit überhitztem Dampf arbeitet, dabei aber ein Arbeiten mit Sattdampf
und für forcierten Betrieb gegebenenfalls mit einer Mischung beider gestattet, dabei
indes eine gewisse Selbstregelung in der Weise besitzt, daß nach dem Anheizen mit
gesättigtem Dampf die Einrichtung selbsttätig mehr und mehr zum Betriebe mit" überhitztem
Dampf übergeht. Gleichzeitig ist die Einrichtung so getroffen, daß,, gleichviel,
ob mit Sattdampf, überhitztem Dampf oder einem Gemisch beider gearbeitet wird, stets
derselbe, vom Kesseldruck abhängige Regler die Dampfzufuhr zur Kraftmaschine des
mechanischen Gebläses und damit die Zugwirkung steuert.
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Zur Erreichung dieser Zwecke wird eine Vereinigung je für sich bekannter
Mittel benutzt. Diese Vereinigung besteht darin, daß die -das mechanische Gebläse
antreibende Turbine sowohl an die Leitung für direkten Kesseldampf wie an diejenige
für überhitzten Dampf durch je eine mit einem Absperrorgan und einem Rückschlagventil
versehene Leitung angeschlossen ist, die vor dem Anschlüß an- die Kraftmaschine
zu einer gemeinsamen Leitung vereinigt sind, welche von dem auf den Dampfdruck des
Kessels ansprechenden Regler -ge-. steuert wird. .
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Der überhitzte Dampf ist dünnflüss iger:-und' leichter beweglich-
als der Sattdampf:_ - Infolgedessen
erleidet der überhitzte Dampf
beim Durchfluß durch seine Leitung und durch das darin befindliche Rückschlagventil
einen geringeren Druckverlust als der Sattdampf. Hierdurch übt er einen Rückdruck
auf das Rückschlagventil der Sattdampfleitung aus und sucht dies mehr oder minder
geschlossen zu halten. Demzufolge strömt der Turbine durch die gemeinsame Anschlußleitung
weit mehr überhitzter Dampf als Sattdampf zu bzw. erhält die Turbine so gut wie
ausschließlich überhitzten Dampf zugeführt. Auch wenn daher der Lokomotivführer
vergessen sollte, die normalen Absperrventile sinngemäß zu bedienen, wird vermöge
der neuen Anordnung dadurch kein Schaden entstehen können.
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Dadurch, daß der vom Kesseldruck abhängige Regler in die gemeinsame
Anschlußleitung für Sattdampf und Heißdampf eingeschaltet ist, wird bei einfachster
Ausführung die Regelung bei - allen Betriebsverhältnissen durch ein und denselben
Regler gewährleistet.
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Bei Strahlgebläsen zur Erzeugung eines Dampfschleiers im Feuerraum
von Lokomotiven ist es bereits bekannt, mit einer Mischung von Heißdampf und Sattdampf
zu arbeiten, die aus einer Verbundleitung entnommen wird. Hierbei kommt es, abgesehen
von der Verschiedenheit der Anwendungsgebiete im Gegensatz zur Erfindung, darauf
an, die Zufuhr des Sattdampfes möglichst ungehindert stattfinden zu lassen, und
dementsprechend sind in die Zweigleitungen für überhitzten Dampf und Sattdampf,
insbesondere aber in die erstere Zweigleitung, keine Rückschlagventile eingebaut.
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Die Dampfleitung zur Gebläseantriebsmaschine besitzt außerdem einen
mit Absperrglied versehenen Anschluß, um während des Anheizens von außen - her der
Gebläseantriebsmaschine ein Kraftmittel, wie Dampf oder Preßluft, unabhängig vom
Lokomotivkessel zuführen zu können, besonders, solange dieser noch nicht genügend
Dampf zum Betriebe der Gebläseantriebsmaschine entwickelt.
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In der -Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Fig. i ist ein teilweiser senkrechter Längsschnitt durch das Rauchkammerende-
einer nach der Erfindung eingerichteten Lokomotive, Fig. 2 ein Teilschnitt durch
den Führerstand derselben Lokomotive, Fig.3 ein Längsschnitt durch das Rauchkammerende
einer Lokomotive mit einer von derjenigen nach Fig. i abweichenden, abgeänderten
Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes; Fig. q. ist eine Vorderansicht der Fig.
3, wobei die vordere Abschlußplatte entfernt und ein Teil des Sattelstückes abgebrochen
ist. Das Gebläse ist in der Rauchkammer 5 vor der Siederohrwand 6 des Kessels 7
angeordnet. Der Dampfdom g ist mit der üblichen Drosselvorrichtung To für die Regelung
des in das Trockendampfrohr ii fließenden Dampfes versehen. Bei der Ausführung nach
_Fig. i tritt der Dampf aus dem Rohre ii in die Hinterkammer 12 des Überhitzers,
geht dann durch eine Reihe von Rohren 13, die in den erweiterten Rauchrohren 1q.
angeordnet sind, und dann durch die Rücklaufrohre 16 in die Vorderkammer i5 des
Überhitzers. Aus dieser fließt der Dampf durch das Rohr 17 zu den Zylindern. Bei
der Ausführungsform nach Fig. 3 geht der Dampf vom Rohre ila unmittelbar in das
zum Schieberkasten führende Rohr i711.
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Die Rauchkammer 5 besitzt eine Trennwand 18 öder i811 vor dem Überhitzer,
die an der Wand der Rauchkammer. derart befestigt ist, daß eine gasdichte Kammer
entsteht. In der Trennwand ist eine Öffnung vorgesehen, an welche sich ein verjüngter
oder annähernd kegelstumpfförmiger Rohrstutzen ig oder iga anschließt, der mit dem
Einlaß eines im Gehäuse 2o oder 2o11 untergebrachten Sauggebläses verbunden ist.
Dieses fördert in den Schornstein 2i oder Zia mittels der Leitung 22 oder 22,11.
Bei den dargestellten Ausführungsformen wird das Gebläse durch eine Turbine 23 oder
23a angetrieben, die vor jenem angeordnet und mit ihm unmittelbar gekuppelt ist,
Die Turbine kann entweder unmittelbar vom Kessel oder vom Dampfrohr oder vom Überhitzer
mit Dampf gespeist werden, so wie dargestellt.
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Die unmittelbare Verbindung mit dem Kessel besteht aus einem Rohre
2-q. oder 2411, das mit einem vorteilhaft an der Außenseite des Kessels angeordneten
Ventil 26 versehen und am Führerstandende mit einem Dampfbehälter 25 verbunden ist.
Dieses Rohr 24 oder 2q.2 besitzt vorteilhaft auch einen Anschluß 27 oder 2711, durch
dessen Ventil 28 Frischdampf oder Preßluft von außen her geleitet werden kann, wenn
in der Lokomotive Dampf aufgemacht wird. Das Rohr 24 oder 2q.2 ist an der Turbine
23 oder 23a mit einem Rückschlagventil2g oder 2g11 versehen, und zwischen diesem
und dem Anschluß 27 oder 2711 ist ein Absperrventil 3o oder 3o11 angebracht, um
die Dampfzufuhr zur Turbine absperren zu können, wenn das Hilfsgebläse
31 oder 3i11 benutzt wird. Dieses ist auch mit einem Ventil 32 oder
32" versehen, so daß das Hilfsgebläse oder, die Turbine je nach Bedarf durch
Schließung des Ventils 3o oder 3o11 und Öffnung des Ventils 32 oder 3211 und umgekehrt
zur Wirkung gebracht werden kann: Dampf vom Rohre 2q. oder 2q.2 wird zur Turbine
23 oder 23a durch die Leitung 33 oder 33a geführt, und der, Auspuff von der Turbine
wird durch das Rohr 34 oder 3q.2 in den Schornstein 21 oder Zia geleitet.
Die
unmittelbare Verbindung zwischen der Turbine und dem Kessel ist nunmehr beschrieben.
Die Verbindung zwischen der Turbine und dem Dampfvorratsbehälter wird durch ein
Rohr 36 oder 36a gebildet, das an einem Ende zur Leitung 33 oder 33a der Turbine
führt und am anderen Ende zur Kammer 15 des Überhitzers, wie in Fig. z dargestellt,
und zum Rohre 41, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Damit im Bedarfsfalle die Dampfströmung
durch das Rohr 36 oder 36a abgeschnitten werden kann, ist ein Ventil 37 oder 3711
vorgesehen, das entweder von der Außenseite des Kessels her oder durch die Tür in
der Vorderplatte der Rauchkammer bedient werden kann, da unter gewöhnlichen Verhältnissen
das Ventil 37 oder 37a offen ist. Dieses Ventil kann so angebracht sein,
daß es vom Führerstand der Lokomotive aus bewegt werden kann. Ein Rückschlagventil
38 oder 38a, ähnlich dem Ventil 29 oder 29a, ist vorgesehen. Diese Ventile sollen
verhindern, daß Dampf aus der Leitung 24 oder 24.a in die Leitung 36 oder 36a zurückschlägt
und umgekehrt. Zwischen dem Anschluß 33 oder 332 und der Antriebsmaschine oder Turbine
23 oder 23a ist ein Druckregler 39 oder 39a angebracht, welcher die Dampfzufuhr
zur-Antriebsmaschine oder Turbine selbsttätig abschneidet, wenn im Kessel ein bestimmter
Druck erreicht worden ist, so den Zug verringert und verhindert, daß die Lokomotive
Dampf durch die Sicherheitsventile vergeudet. Dieser Regler 39 oder 39"
ist
mit einem Rohr 4o oder 40" versehen, das mit dem Dampfraum des Kessels in irgendeiner
geeigneten Art verbunden ist.
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Der Abdampf der Dampfzylinder kann ungehemmt und unabhängig von den
Heizgasen in die Außenluft entweichen, beispielsweise mittels eines Auspuffrohres
35, das in eine einzige Leitung oder einen Hilfsschornstein 352 enden kann.
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Die Rückschlagventile verhindern nicht, daß der Turbine aus beiden
Quellen, nämlich aus dem Kessel und aus dem Überhitzer (oder dem Dampfrohr), gleichzeitig
Dampf zugeführt wird, da beispielsweise, wenn der Druck in der Leitung 36 oder 36a
unter die zum Antrieb der Turbine mit voller Geschwindigkeit erforderliche Grenze
fällt, das Ventil 26 geöffnet werden kann, um aus dem Dampfraum des Kessels oder
dem Behälter 25 durch das Rohr 24 oder 24a Dampf zuzuführen. Der durch das Rohr
24 fließende Dampf öffnet das Rückschlagventil29 oder 2911, da wegen der Druckverringerung
in Rohr 36 oder 3611 auf der Unterseite des Ventils ein Überdruck herrscht. Auf
diese Weise wird die Dampfströmung durch Rohr 36 oder 3611 mittels einer Dampfströmung
durch Rohr 24 oder 2q.2 ergänzt, so daß die Turbine mit höherer Geschwindigkeit
umlaufen kann und so eine stärkere Verbrennung und Erhöhung des fallenden Kesseldruckes
erzielt werden kann.
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Nach der bisherigen Beschreibung wirkt der Druckregler nur, wenn der
Druck im Kessel den Abblasepunkt erreicht. Es ist aber klar, daß dieser Regler auch
so eingerichtet werden kann, daß er die Dampfzufuhr zur Turbine 23 über einen weiten
Druckbereich hin selbsttätig regelt, unabhängig von den anderen, bisher beschriebenen
Mitteln zur Regelung dieser Zufuhr. In diesem Falle ist der Regler 39 so eingerichtet,
daß er nur bei einem sehr niedrigen, Druck im Kessel voll geöffnet ist und die Dampfzufuhr
zur Turbine allmählich verringert, wenn der Dampfdruck im Kessel ansteigt, um schließlich
die Dampfzufuhr ganz abzuschneiden, wenn der Abblasedruck im Kessel erreicht ist.