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Vorrichtung zur Erzeugung eines künstlichen Zuges in Lokomotiven mit
von den Gasen durchströmtem Ventilator. Den Gegenstand der Erfindung bildet eine
Vorrichtung zur Erzeugung eines künstlichen Zuges, die insbesondere für die Feuerbuchsen
von Lokomotiven anwendbar ist, die jedoch auch für ortsfeste oder Schiffskessel
dienen kann.
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In den Lokomotiven ist der Durchtrittswiderstand der Heizgase durch
die Rauchröhren immer recht beträchtlich, und bei den neuzeitlichen Maschinen erreicht
der Unterdruck in der Rauchkammer Zoo bis 23o mm Wassersäule.
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Für einen derartigen Unterdruck besitzen die Arten der Zugerzeugung
durch Expansion, wie sie in der Regel Verwendung finden, nur einen schlechten Wirkungsgrad,
während die Zuganordnung mittels eines Saugventilators sehr viel wirtschaftlicher
ist. Doch ist dieses letzterwähnte Verfahren auf Lokomotiven nur insoweit anwendbar,
als Dampfhilfsvorrichtungen vorgesehen sind, welche die Zugerzeugung auch im Falle
des Stillstandes des Ventilators sicherstellen.
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Die Erfindung bezweckt, diesen beiden Forderungen zu entsprechen und
einen leichten Übergang von der einen Wirkungsweise in die andere zu gestatten,
wobei der Wirkungsgrad in beiden Fällen so hoch wie möglich bleibt. Die Vorrichtung
zur Zugerzeugung für Lokomotiven, welche einen von allen abzusaugenden Gasen durchströmten
Ventilator enthält, ist dusch ein bewegliches Absperrglied gekennzeichnet, z. B.
ein doppelkegliges Rohrstück, das in seiner einen Endstellung das Ausströmrohr des
Ventilators verlängert und an das Kaminrohr anschließt, während es in der anderen
Endstellung beim Betrieb mit Hilfsdampfstrahlen zur Führung des Dampfes dient. In
der Ausführungsform der neuen Vorrichtung, welche allgemein als die vorteilhafteste
anzusehen ist, wird das Au'sströmrohr des Ventilators durch ein Venturirohr gebildet.
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In der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,
stellt Abb. = einen Schnitt durch die Gesamtanordnung, die auf der Feuerbuchse einer
Lokomotive angeordnet ist, im normalen Betriebe dar: Abb. 2 zeigt im Schnitt als.
Teildarstellung das Absperrohr in derjenigen Lage, in welcher der Betrieb mittels
Hilfsdampfes erfolgt.
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Abb, 3 stellt im einzelnen eine Trag- und Bewegungsvorrichtung für
das Absperrohr dar, die der Deutlichkeit wegen in den Abb. z und 2 fortgelassen
worden ist.
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Abb. q veranschaulicht eine Vorderansicht der Rauchkammer mit der
meistens benutzten Art der Anordnung der Ventilatoren.
Abb. 5 zeigt
schließlich schematisch die Form, welche der Gasstrom in der Regel beim Austritt
aus dem Ventilatorauspuff annimmt.
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Auf der Feuerbuchse a der Lokomotive ist das Saugrohr des Ventilators
angeordnet, dessen Ausströmung durch eine Düsen- oder Rohrleitung c in den Kamin
d von Doppelkegelform erfolgt. Dieser Kamin ist zweckmäßig wagerecht angeordnet
und biegt erst in seinem hinteren Ende nach oben um. Der bewegliche Rohrschieber
e, der außen um die Düse c herumgelegt ist, kann beispielsweise durch eine Schraubenspindel
j gemäß Abb. 3 bewegt werden, deren Ende in Abb. r andeutungsweise dargestellt ist.
Um das Rohr c sind außerdem noch zwei ringförmige Hilfsdampfstrahlrohre
fand h angeordnet.
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Bei normalem Betrieb liegt das Absperrohr e hinter dem Düsenrohr,
und zwar in seiner Verlängerung, wie in Abb. x veranschaulicht. Sein hinterer Rand
stützt sich gegen die Stirnseite des Kamins d, so daß dieser gegenüber der Rauchkammer
vollkommen abgeschlossen ist. Unter diesen Umständen wird der Ventilator b von allen
abzusaugenden Gasen durchströmt, die er durch das Düsenrohr c und das Absperfrohr
e ausströmen läßt, in welchem sich die in der Düse begonnene Entspannung der Gase
fortsetzt.
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Wird der Ventilator stillgesetzt, so wird der Betrieb ausschließlich
mittels Dampf aufrecht erhalten; man verschiebt alsdann das Absperrrohr e in die
durch Abb. 2 dargestellte Lage. Der Dampf kann aus dem Ringrohr f oder dem Rohr
h entweichen, je nachdem Auspuffdampf aus der Rohrleitung_g oder Frischdampf aus
dem Rohr i Verwendung findet. Beide Ringrohre können auch gleichzeitig im Betriebe
sein.
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Nach dem Austritt aus dem Ringrohr f oder h
expandiert
der Dampf in dem zwischen dem Düsenrohr c und dem Absperrohr e verbleibenden Raume,
wodurch er das Ansaugen einer bestimmten Gasmenge hervorruft, deren Gemisch mit
dem Dampf am anderen Ende des Rohrschiebers unter einem genügenden Druck austritt,
so daß eine nochmalige Entspannung dieses Gemisches in dem Kamin eine Saugwirkung
hervorruft, unter deren Einfluß eine zusätzliche Gasmenge mitgerissen wird.
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Infolge dieser beiden aufeinanderfolgenden Expansionen, sowie der
kegelförmigen oder im allgemeinen doppelkegelförmigen Gestalt des Absperrohres e
wird die Verwendung der Hilfsdampfstrahlvorrichtung sehr zweckmäßig, und der durch
diese Vorrichtung erzeugte Zug ist durchaus mit dem durch den Ventilator hervorgerufenen
vergleichbar. Auf diese Weise wird es durch ein einziges Bauglied, nämlich durch
den Absperrschieber e, möglich, den Betrieb der Lokomotive in beiden Betriebsarten
des künstlichen Zuges sicherzustellen.
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Die Doppelkegel- oder Venturiforin ist für das Ausströmrohr c deswegen
benutzt worden, weil die Erfahrung gezeigt hat, daß der Gasstrahl beim Verlassen
der Ventilatormündung, im Gegensatz zu der üblichen Annahme, sich nicht sofort ausbreitet,
sondern sich zunächst zusammenzieht, um sich erst später zu erweitern, also etwa
wie dies die Linie k andeutet (vgl. Abb. 5). Dadurch, daß für das Ausströmrohr diese
dem Strahl sich anpassende Form Anwendung findet, wird der Strömungsverlust durch
Wirbel vermieden, und der Gasdurchfluß erleichtert.
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Bisher ist in der Beschreibung stets nur von einem Ventilator die
Rede gewesen, um die Erläuterung möglichst zu vereinfachen. Zur Erleichterung des
Einbaues auf Lokomotiven und aus Symmetrierücksichten, sowie um eine Reserve zu
schaffen, ist es jedoch stets angezeigt, mehrere Ventilator-Kamingruppen vorzusehen,
und zwar, wie dies in Abb. q: angedeutet ist, in der Regel zwei Gruppen.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, daß diese Vorrichtung zur Zugerzeugung
gegebenenfalls in zahlreichen Fällen auch Anwendung bei ortsfesten oder Schiffskesseln
finden kann, und zwar erstens mit Rücksicht auf die Tatsache, daß man mehr und mehr
Dampfkessel mit hoher Verdampfungsziffer anzuwenden sucht, daß zweitens minderwertige
Brennstoffe häufig verfeuert werden, die stärkeren Zug in der Feuerung notwendig
machen, und daß drittens zweckmäßig Vorwärmer Verwendung finden, welche in der Rauchgasströmung
einen stärkeren Widerstand hervorrufen.