DE384777C - Elektrische Dampferzeugungsanlage - Google Patents

Description

• Elektrische Dampferzeugungsanlage.

  I3;i bekannten elektrischen Kesselanlagen

  wir:l die Menge des erzeugten Dampfes durch

  .Udertnlg de.; Kesselwasserstandes geregelt.

  Wenn ;ler Kesselwasserstand gesenkt wird,

  tritt das überschüssige Wasser in einen Spei-

  clierzylindr Tiber, der @hlr, l einen belasteten

  Kolben unter Druck gehalten wird.

  Gemäß; der Erfindung ist in der Verbin-

  dungsleitung zwischen Kessel und Speicher-

  zylinder eire Absperrvorrichtung angeor#Inet.

  durch die bei höchstem Kesselwasserstand

  dein Wasser der Übertritt vom Speicherzrlin-

  der zum Kessel versperrt wird. Das hat den

  Vorteil, daß eine Überspeisung des Kese1s

  ausgeschlossen ist, auch <<: enn noch Wasserv;,r-

  rat im Speicherzylin,ler ist.

  Während bei den bekannten Einrichtungen

  die Speisung gesperrt w"rden muß, solange

  roch Wasser im Speiclierzvliilder ist, ka;m

  beiri Gegenstande der Erfindung sogar (lie

  Speisepumpe in dein Speicherzylinder arbeiten,

  so #laß di°ser stets his zti einer gewissen Hölle

  :llit Wasser gefüllt bleibt. Er ist Claim nicht

  nur jelerzet bereit, Wasseriiberschuß ans dem

  Kessel aufzunelnnen, sondern auch bei Wasser-

  mangel augenblicklich einzuspringen. Das ge-

  >tattet eine Verringerung der Leistung der

  Speisepumpe un;l gewährleistet vor allein

  einen gleichmäßigen ungestörten Betrieb auch

  hei wechselndem Dampfverbrauch.

  Die GrU3e fies Zvlinaers kann man der Art

  ics Kesselhetriehes in den weitesten Grenz,2n

  r:lipassen. kn allgemeinen wird es nicht er-

  forderlich sein, ileiiZvlincfer sogroß zti machen,

  flaß er die ges;tnlte die Bielanoden u-_ngehen:ie

  Wassermenge aufnehmen kann.. lIall @" ir:l

  >ich vielmehr damit hegiiügen, daß er ;lie in-

  folge normaler Betriebsschwankungen aus

  dem Kessel austretende \\'assernien"e auf-

  i,iinint. Dann wird allerdings, wenn die Dampf-

  entnahm; ausnahmsweise Mark sinkt, durch

  den zuviel entwickelten Dampf mehr Wasser

  aus dem Kessel verdrängt" als der Zvlin leg

  aufzunehmen vermag. Für diesen Fall werden

  besondere 'Vorkehrungen getroffen.

  In manchen Betrieben bleibt währe.n@l langer

  Zeiten die Danipfentnah_ne unveränderlich.

  Auch in solch, -n Fällen ist gier lcolbenhelastete

  Zylinder gemäß --leg Erfindung noch voll Wert,

  weilli voll der Stellung des Kolbens die Fiir-

  derung der Speisewasserpunipc abhängig ge-

  macht wird.

  In de'] Zeichnungen sind zwei Ausführungs-

  beispiele der Erfindung =iargestellt. In der

  -MA i ist i ein Da-npfke@cl, der mit einer

  t%-ärmeisolierenden Schicht 2 umgeben ist.

  3 sind die Heizelektroden und .I der Dampf-

  einnabni@stntzen. Durch eil-. A131;1aseventil3

  kann der Kessel voll sich absetzendem Schlamm

  gereinigt «-erden. 0 ist der Zylinder, Giessen

  Inhalt durch den Kolben ; unter Druck ge-

  halten wird. Der Kolben ; ist durch ein Ge-

  SN icht 8 belastet, dessen Größe dein Kessel-

  druck entsprechend gewählt ist. Das Rohr g

  stellt die Verbindung zwischen dein ZvliiAer 6

  und den-. Wasserraum des Kessels dar. Durch

  c-:llell Hahn io kann dieses @@erbinlungsrohr 9

  von Hand abgesperrt `verd2n. Im Betrieb ist

  :lieser Hahn io ständig geöffnet. Mittels der

  Absperrvorrichtung t i wird die Verbindung@:-

  l:#itun- c) während des Betriebes geöffnet oder

  gc#chlossen. Mine Fe:ler 12 hält das Absperr-

  1rgall r t offen, während ein Elektromagnet r.3,

  f1;ssen Betriebsstrom einen Transformator ent-

  tionimen wird un 1 über eine @lei;tr@@@le r.4 -c-

  ist, das Absperrorgatl schließt, wenn dür

  Wasserstand im Kessel so hoch steigt, (1,ß er

  -lie Elektrode rd berührt. Diese wird iinKessel

  in der Höhe des höchst zulässigen @@'asser-

  stand;: angebracht. 16 s` ein Rücks::la-#-

  ventil, glas bei geschlossenem Absperrventil r r

  @I@ m hesselwassei- den i"hertritt durch das

  I?Filir t; in den Zylinder 6 rln@@licht. Weiter-

  '-'n ist all dein @erbin@lungsrc.hr <1 il@@ll eia

  I\'iiclksclil<tgventil 18 angeordliet. Die Druck-

  Mtung 2.4 Gier Speiseptimp#- mündet in ien Zy-

  linder h. Die Speisepumpe wird voll einen-.

  Motor 23 angetrieben, der über einen Kipp-

  s;-halter 2;5 all das Netz angeschlossen ist.

  t)urch eine Nase -2c, die an dem Kolben ; be-

  festigt ist, kann dieser Kippschalter geöffnet

  v: ere n. Mittels der @rlelcllell Nase kann furch

  c%ne Zugstange 2, glas lZÜchschlawentil ib

  zwangläufig geüfiliet werden. 28 ist ein Va-

  lutlinventil, das der aiiilospiisiriscli2n Luft den

  I-:iiltritt in dcii Dampfraulli de.--, Kessels ge-

  -tattet. sobald nach _yuß2rhetriehssetzung der

  Druck in rlieseni unter rlen 1,-r Atmosphäre ge-

  >.Unken ist.

  Die rXrbeitswrise der Kesselanlage ist -lie

  folgende:

  Vor Inbetriebssetztnlh wird zunächst durch

  das Ventil 5 der Kessel entleert, sodann wer-

  rlen die Elektroden 3 an das Netz geschaltet

  und' dann erst die Speisepumpe 22 in Tätigkeit . gesetzt. Durch das geöffnete Ventil i i drückt iiun die Speisepumpe 22 Wasser in den Kessel, bis der Wasserspiegel die Elektrode rd. berührt. Dadurch wird ein über die Elektrode 1d., das Kesselwasser, die Kesselwand und den Elektromagneten 13 geführter -Stromkreis geschlossen und der Magnet 13 erregt, der nun seinerseits das Absperrventil i i schließt und- so dein Speisewasser den . weiteren Eintritt in den Kessel verwehrt. Das jetzt noch geförderte Speisewasser tritt iii ' den Zylinder 6 über und lebt den Kolben 7, bis durch den Anschlag 26 der Kippschalter 25 geöffnet und dadurch -die Speisepumpe stillgesetzt wird. Der hierbei vom Kolben zurückgelegte Weg kann beliebig klein sein. Hat nun der Dampfdruck in dem Kessel i die vorgeschriebene Spannung erreicht, und übersteigt die Dampferzeugung in diesem Augenblick die Dämpfentnahme, so daß der Dampfdruck noch weiter. ansteigt, dann wird durch - das- Ventil 16 .so -viel Wasser in den Zylinder 6- hinübergedriickt, bis die Dampferzeugung genügend herabgesetzt ist. Nun war aber der Wasserraum 6, wie vorher beschrieben, schon so weit mit Wässer gefüllt, daß die " N ase 26 denKippschalter 25- abgeschaltet hatte.
• Das darüber noch zur Verfügung stehende Hubvoluuzen ist, wie oben dargelegt, nur so groß, daß es das bei normalen Betriebsschwankungen aus dem- Kessel verdrängte Wasser aufnehmen kann. Wenn der Kolben seine höchste . Stellung erreicht hat; wird deshalb durch- die Zugstange 27- das Ventil 18 geöffnet und so dein bei ungewöhnlich starker Verminderung ,lcr Dampfentnahme etwa noch aus dein Kessel verdrängten Wasser der Übertritt in die Saugleitung 21- der Speisepumpe freigegeben. Wird dein Kessel -mehr Dampf _ entnommen, als erzeugt wird, dann sinkt der Druck. im Kessel, Uis die Belastung des Kolbens 7 das Ghergeuicht erlangt. Der Kolben drückt Sann so viel Wasser in den Kessel- hinüber, bis .der Danipfdruck in 'diesem gleich-de_n von dem Kolben ausgeübten Druck ist. Die Speisepumpe tritt . erst wieder in Tätigkeit, wenn der-- Kolben den Kippschalter 25 .-,vieler eingelegt hat.
• Wird der Kessel stillgesetzt, und sinkt der Dampfdruck bei der Abkühlung unter clen Atmosphärendruck, so ist die Gefahr vorlianden, da ja :das Absperrorgan ii geöffnet ist, rlaß .sich der Kessel. durch- die Pumpe 22 hindurch voll Wasser saugt. Dem beugt das Ventil 28 vor, das dann der -atmosphärischen Luft den Eintritt in den Dampfraum des Kessels gestattet.
• Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in der -Abb. 2 dargestellt. i ist wieder der -Dampf- kessel, 2 die ihn umgebende isolierende Hülle, ,; die .Heizelektroden, 4 der Dampfentnahmestutzen und 5 das Entschlainmungsventil. -6 ist der Wasserraum, dessen Inhalt vermittels des Kolbens 7 unter dem Druck einer Feder 29 stellt. Diese ist so bemessen,- daß die Druckerhöhung bei ihrer betriebsmäßigen Verkürzung möglichst klein bleibt. 30 ist die Verbindungsleitung zwischen dem Kessel und dein -Zylinder und 31 ein in dieser liegendes Absperrventil, das mit seinem Stöße132 auf einem Hebe-1 33 ruht, der durch eine Feder 34 das Ventil 31 geöffnet-hält. Durch einen Elek= tromagneten 35, dessen Strom über eine in der Höhe des höchstzulässigen Wasserstandes im Kessel angebrachte Elektrode i4_ geführt wird, kann - der Hebel 33 entgegen - dem Zug der Feder 34 gesenkt werden, so daß sich dasVentil 31 auf seinen Sitz aufsetzt und nunmehr dem Wasser nur noch in der Richtung vom Kessel i zum Wasserraum 6 den Durchtritt gestattet. 36 ist die Speisepumpe, deren Hubhöhe durch eine Kulissensteuerung in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 7 geregelt wird. Zu diesem Zweck ist die Pleuelstange der Kolbenpumpe all dem Stein 37 einer -Kulisse 38 befestigt, die durch ein Kurbelgetriebe von dein Motor 39 in schwingende Bewegung versetzt Wird. Durch einen Winkelhebel- 40, dessen einer Arm mit dem Kolben 7 verbunden ist, kann der Stein 37 dem festen Drehpunkt der Kulisse 38 genähert und von ihm entfernt und dadurch der Hub der Speisepumpe geändert werden. Die Anordnung ist so getroffen, daß der niedrigsten Kolbenstellung der größte Hub der Speisepumpe und der hö disten -Kolbenstellung der Hub Null entspricht. 41 ist ein Überlaufrohr; das bei der höchsten Stellung 4es Kolbens 7 dem Wasser den Übertritt aus dem Zylinder 6 in die Saugleitung der Pumpe gestattet. 39 ist der zum Antrieb der Pumpe dienende Motor.
• Im normalen Betrieb-ist das Ventil 31 durch die Feder 34 ständig geöffnet. Der Kolben nimmt selbsttätig eine solche Stellung -ein, -daß die ihr entsprechende Fördermenge der Speisepumpe 36 gerade dem Wasserverbrauch des Kessels entspricht. Wäre nämlich der Wasserverbrauch des Kessels größer als die Fördermenge der Speisepumpe, dann würde der Wasserspiegel im Kessel sinkch. Das hätte aber eine geringere Dampfentwicklung und weiterhin ein Sinken des Kesseldruckes zur Folge, so daß der Kolben 7- einen Teil des unter- ihin stehenden Wassers 'in- den Kessel hinüberdrücken würde. Dabei würde er sich senken und dadurch die Förderleistung der Speisepumpe entsprechend erhöhen: Wäre umgekehrt die Fördermenge der Speisepumpe größer als der Wzsserverbrauch des Kessels, dann wurde die.. überschüssige Wassermenge in den Zylinder 6 gedrückt werden. Der Kolben 7 würde also gehoben und die Förderleistung der Pumpe vermindert -werden. Bei starkem Dampfv erbrauch, dem auch ein hoher Wasserstand im Kessel entspricht, wird der Koben 7 demnach in der Nähe seiner tiefsten Stellung stehen. Der Zylinder 6 ist dann imstande, verhältnismäßig große Wassermengen aufzunehmen.
• Sinkt nun der Dampfverbrauch des Kessels plötzlich, dann wird der im Kessel entstehende Cberdruck das Wasser durch die Leitung 30 in den Zylinder 6 hinüberdrücken und den Kolben 7 anheben. Ist der Abfall der Dampfentnahme ungewöhnlich heftig, z. B. bei plötzlicher Absperrung des Hauptventils, dann würde der Wasserraum 6, der ebenso wie im ersten Ausführungsbeispiel nur so groß zu sein braucht, daß er die infolge normaler Betriebsschwankungen aus dem Kessel verdrängten Wassermengen aufnehmen kann, nicht imstande sein, die gesamten Wassermengen, die aus dem Kessel verdrängt werden, aufzunehmen.. Aus diesem Grunde gibt der Kolben in seiner höchsten Stellung die Umlaufleitung 4.1 frei, durch die das noch weiterhin verdrängte Wasser in die Saugleitung der Speisepumpe übertreten kann.
• In der höchsten Stellung des Kolbens 7 fnrdert, wie oben dargelegt, die Speisepiimpc 36 kein Wasser in den Zylinder 6. Steigt jetzt plötzlich der Dampfverbrauch des Kessels wieder an, dann drückt ilie Feder 29 das in dein 7.vlinder 6 enthaltene Wasser in den Kessel hinüber und stellt dadurch gleichzeitig wieder die Speisepumpe 36 auf ihre Höchstfördermenge ein. Uber die durch die Elektrode 1.4 vorgeschriebene Höhe kann der Wasserspiegel im Kessel nicht ansteigen; denn sobald er diese Elektrode berührt, wird das Relais 35 erregt und dadurch der Anker 33 angezogen, so daß sich das Ventil 31 auf seinen Sitz setzt und nunmehr dem Wasser nur noch in der Richtung vom Kessel zum Zylinder den Durchtritt. gestattet.
• Die Kulissensteuerung 37 kann natürlich auch durch eine andere Vorrichtung ersetzt werden, z. B. kann man in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 7 das Saugventil der Speisepumpe steuern. Auch die Drehzahl des Motors kann in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 7 geregelt werden.
• Wenn ein Wasserleitungsnetz mit genügend hohem Druck zur Verfügung steht, kann man das Speisewasser auch unmittelbar aus der Wasserleitung entnehmen. Dann, fällt die Pumpe mit ihrem Motor und ihren Regelvorrichtungen fort. An deren Stelle tritt z. B ein Regelventil, das von dem Kolbe117 gesteuert wird. Da man fast beliebig große Wassermengen speisen kann, ist es nicht mehr erforderlich, in jedem Fall eine Reservewassermenge im Zylinder 6 vorrätig zu halten, durch die zunächst einmal bei plötzlich steigender Dampfentnahme der Wasserspiegel im Kessel gehoben werden kann. Man wird vielmehr die Anordnung so treffen, daß der Kolben schon den Speisewasserzufluß absperrt, wenn er erst ein kleines Stück aus seiner untersten Stellung emporgedrückt ist, so daß stets für das aus dem Kessel übertretende Wasser fast das ganze Hubvolumen des Zylinders zur Verfügung steht.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Dampferzeugungsanlage, bei der die Dampferzeugung durch Änderung des Wasserstandes im Kessel geregelt wird und der Wasserraum des Kessels mit einem Speicherzylinder in Verbindung steht, der durch einen belasteten Kolben unter Druck gehalten wird, gekennzeichnet durch eine Absperrvorrichtung (il 13, 14.; 31 bis 35, 14.) in der Verbindungsleitung zwischen Kessel und Speicherzylinder, durch welche bei höchstem Kesselwasserstand dein Wasser der ffbertritt vom Speicherzylinder zum Kessel versperrt wird.
2. 2. Elektrische Danipferzeugungsanlage nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, (laß die Speisewasserzuleitung (2rI) auf derselben Seite der Absperrvorrichtung liegt wie der Speicherzylinder.
3. 3. Dampferzeugungsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge der Speisepumpe (22, 36) von der Stellung des belasteten Kolbens abhängig ist.
4. Dampferzeugungsanlage nach Anspruch 3, ,gekennzeichnet durch eine voai belasteten Kolben gesteuerte `'@bstellvorrichtung(25) für dieSpeisepuinpe(Abb.i).
5. Dampferzeugungsanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen des Speicherzylinders kleiner ist als die die Elektroden umgebende Wassermenge.
6. 6. Dampferzeugungsarilage nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Absperrorgan (18, 7), das von demKolben in seiner höchsten Stellung geöffnet wird und dann dem Kesselwasser den Austritt aus dem Kessel gestattet.