DE376720C

DE376720C - Process for utilizing the exhaust steam escaping in bursts by means of an expansion nozzle and a compression nozzle connected to it

Info

Publication number: DE376720C
Application number: DEB102138D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1920-12-01
Filing date: 1921-10-25
Publication date: 1923-06-05

Description

Verfahren zur Nutzbarmachung stoßweise austretenden Abdampfes mittels einer Entspannungs- und daran anschließender Verdichtungsdiise. Bei Hilfsdampfmaschinen, Dampfhämmern u. dgl. expandiert der Dampf häufig bei weitem nicht bis auf den Gegendruck Po, sondern nur bis zu einem Druck p1, der oft wesentlich größer als p, ist, und die Entspannung auf p, erfolgt unter namhaften Energieverlusten erst außerhalb des Dampfzylinders, ohne nutzbringende Arbeit zu leisten.Process for the utilization of intermittently escaping steam by means of a relaxation and subsequent compression nozzle. For auxiliary steam engines, Steam hammers and the like often do not expand the steam up to the counter pressure Po, but only up to a pressure p1, which is often much greater than p, and relaxation to p takes place with considerable energy losses only outside of the Cylinder without doing useful work.

Nach vorliegender Erfindung wird nun die in dem stoßweise austretenden Auspuffdampf noch enthaltene äußere Energie dazu verwendet, durch Widderwirkung in einem Düsenapparat einen Teil des Abdampfes auf einen über liegenden Druck p2 zu verdichten und durch ein Rückschlagventil in einen Raum zu fördern, dessen Druck höher als der Gegendruck, der Maschine ist, während man den Rest des dem Düsenapparate zuströmenden Dampfes unter scharfer Strömungsablenkung in einen Raum übertreten läßt, in dem der tatsächlich auf die Maschine wirkende Gegendruck herrscht. Insbesondere kann man bei Auspuffmaschinen, z. B. Dampfhämmern, einen Teil des Dampfes in einen Aufspeicherungsbehälter mit erhöhtem Druck verdichten, von dem aus er nochmals einer Nutzbarmachung zugeführt werden kann, während man den andern Teil unter scharfer Strömungsablenkung entweichen läßt.According to the present invention, in the intermittently exiting Exhaust steam still contained external energy is used by ram action in a nozzle apparatus, a part of the exhaust steam to an overlying pressure p2 to compress and to convey its pressure through a check valve into a space higher than the back pressure that the machine is on while using the rest of the nozzle apparatus inflowing steam into a room with a sharp deflection of the flow lets, in which the actually on the Machine acting counter pressure prevails. In particular, you can with exhaust machines such. B. steam hammers, one Compress part of the steam in a storage tank with increased pressure, from which it can be used again while one lets the other part escape with a sharp deflection of the flow.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung dargestellt. i#löglichst nahe hinter dem Auslaßorgan einer stoßweise Auspuffenden Dampfmaschine, eines Dampfhammers o. dgl. ist eine Doppeldüse i angebracht; vorteilhafterweise ist der Düsenkörper mit seinem einen Ende 2 unmittelbar an dem Ausströmstutzen der Dampfmaschine o. dgl. angeschlossen. Der Düsenteil 4. stellt, unter der Voraussetzung, daß p1 größer als etwa 2,5 pn ist, eine Lavaldüse dar, in der eine Ouerschnittsverengung mit anschließender Querschnittserweiterung in der Strömungsrichtung nach bekanntem Grundsatze dem Dampf Gelegenheit gibt, adiabatisch vön p1 annähernd auf p" zll expandieren.In the drawing is an example embodiment of the device shown. i # solve as close as possible behind the outlet organ of an intermittent exhaust end A double nozzle i is attached to a steam engine, a steam hammer or the like; advantageous is the nozzle body with its one end 2 directly on the discharge nozzle of the Steam engine or the like connected. The nozzle part 4. provides, provided that that p1 is greater than about 2.5 pn, a Laval nozzle in which a cross-sectional constriction with subsequent cross-sectional expansion in the direction of flow according to the known Principles gives steam the opportunity to expand adiabatically from p1 to approximately p "zll.

Der Düsenkörper i ist am Ende der Expansionsdüse .f, d. h. an der Stelle größter Dampfgeschwindigkeit, von einem Ringkanal 12 umgeben, der einerseits durch Öffnungen in der Wand des Düsenkörpers mit dem Düseninnern, anderseits durch den Stutzen 6 mit einem Raum vom Gegendruck p, in Verbindung steht. Da jedoch der Dampf bei der Entspannung seine Druckenergie in lebendige Kraft umgesetzt hat, überspringt er die Öffnung 7 und gelangt, der bisherigen Strömungsrichtung folgend, in den sich verengenden Düsenteil s, in dem eine adiabatische Verdichtung erfolgt. Es empfiehlt sich, den Stutzen 6 durch ein leicht bewegliches Rückschlagventil (nicht dargestellt) zu verschließen, so daß Dampf wohl mit dem Druck pp hinausgeschoben, aber nicht hereingesaugt werden kann.The nozzle body i is at the end of the expansion nozzle .f, d. H. at the Place the greatest steam speed, surrounded by an annular channel 12, on the one hand through openings in the wall of the nozzle body with the nozzle interior, on the other hand through the nozzle 6 is in communication with a space of the counter pressure p. However, since the Steam has converted its pressure energy into living force during relaxation he reaches the opening 7 and, following the previous direction of flow, in the narrowing nozzle part s, in which an adiabatic compression takes place. It recommends the nozzle 6 through an easily movable non-return valve (not shown) to close, so that steam is pushed out with the pressure pp, but not can be sucked in.

Ein Rückschlagventil 8 von möglichst kleiner träger Masse, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Lippenventil ausgebildet ist, schließt das Ende der Düse 5 gegen die in den Speicherbehälter führende unter dem Druck p. stehende Leitung 9 ab. Sobald der Dampfdruck im engen Ende der Düse 5 den Druck p., überschreitet und gegen das Rückschlagventil8 anprallt, öffnet er dieses, strömt in die Leitung 9 und setzt hier die ruhende Dampfsäule in Bewegung. Bei richtiger Bemessung der Düsenquerschnitte erfolgt die Dampfeinströmung in die Leitung 9 und damit die Entspannung der Auspuffenden Zylinderseite auf p. in einem Zeitbruchteil eines Kolbenspieles. Dann schließt das Rückschlagventil8, und der den Dämpfmaschinenzylinder noch füllende entspannte Dampfrest wird bei dem weiteren Kolbenrückgang durch die Öffnungen 7 in den Ringraum 12 und von hier durch den Stutzen 6 in einen Raum vom Gegendruck Po aasgeschoben, so daß die Arbeitsweise der Dampfmaschine (Dampfhammer o. dgl.) in keiner Weise geändert erscheint.A check valve 8 of the smallest possible inertial mass, which is in the The present embodiment is designed as a lip valve, that includes End of the nozzle 5 against the leading into the storage container under the pressure p. standing Line 9 off. As soon as the steam pressure in the narrow end of the nozzle 5 exceeds the pressure p and hits the check valve8, it opens it, flows into the line 9 and here sets the static column of steam in motion. With correct dimensioning of the Nozzle cross-sections, the steam flows into the line 9 and thus the relaxation the exhaust end of the cylinder side on p. in a fraction of the time of a piston play. Then the check valve 8 closes, and the cylinder still filling the steaming machine Relaxed steam residue is released through the openings 7 as the piston continues to decline into the annular space 12 and from here through the nozzle 6 into a space from the counter pressure Po aasgeschoben, so that the operation of the steam engine (steam hammer or the like) does not appear changed in any way.

Wichtig ist, daß sich der Querschnitt der Düse 5 bis zum Rückschlagv entil 8 stetig verengt, denn bei einer Erweiterung würde der Dampf wieder expandieren und an Druck verlieren. Daher ist im Düsengehäuse ein Körper io untergebracht, der von ihm durch Stege ii getragen wird und mit der Spitze seines gegen den Dampfstrom gerichteten kegelähnlichen Teiles in die Düse 3 zentrisch hineinragt. Hierdurch wird ein ringförmiger Dampfweg gebildet, dessen Querschnitt sich bis zur ringförmigen Dichtungsfläche des Rückschlagventiles verkleinert. Eine analoge, nur in entgegengesetztem Sinne wirkende Ausgestaltung erfährt der anschließende Teil des weiteren Dampfweges dadurch, daß der Körper io dort ebenfalls kegelähnlich ausläuft, während die umschließende Rohrwand in stetiger Krümmung so eingezogen ist, daß der Querschnitt des dazwischen' liegenden Kanals zunimmt.It is important that the cross section of the nozzle 5 extends up to the non-return valve entil 8 is steadily narrowing because the steam would expand again if it were expanded and lose pressure. Therefore, a body io is housed in the nozzle housing, the is carried by him through webs ii and with the tip of his against the steam flow directed cone-like part protrudes centrally into the nozzle 3. Through this an annular vapor path is formed, the cross-section of which extends up to the annular Sealing surface of the check valve reduced. An analog, only in the opposite The subsequent part of the further steam path experiences an effective design in that the body io also terminates in a cone-like manner there, while the enclosing Pipe wall is drawn in in a steady curvature so that the cross-section of the lying channel increases.

Ist der Anfangsauspuffdruck p1 kleiner als 2,5 Po, so erfordert lediglich die Düse d eine Querschnittsverjüngung, die Düse 5 aber eine Querschnittserweiterung, was sinngemäß bei Anbringung des Rückschlagventiles zu beachten ist.If the initial exhaust pressure p1 is less than 2.5 Po, only the nozzle d has a tapered cross-section, but the nozzle 5 has a widened cross-section, which must be observed when attaching the check valve.

Bei Verwendung des Dampfwidders hinter Dampfhämmern usw. kann man beispielsweise den Dampf aus dem Raume 9 zu einer Abdampfmaschine führen, während der Dampf aus dem Raum 6 mit seiner geringeren Spannung Auspufft oder zur Speisewasservorwärmung ausgenutzt wird.When using the steam ram behind steam hammers etc. you can for example, the steam from the room 9 lead to an exhaust steam machine while the steam from space 6 exhausts with its lower voltage or for preheating of the feed water is exploited.

Claims

PATENT CLAIM: Process for harnessing intermittent leaks Exhaust steam by means of an expansion nozzle and a compression nozzle connected to it, characterized in that the first part of the exhaust ends steam through a check valve is compressed into a space, the pressure of which is higher than the counter pressure of the Machine is, and the rest of the steam flowing into the expansion nozzle under sharp Flow deflection is pushed into a space that is under the counter pressure of the Machine is at a standstill.