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Gleichstrom-Verbunddampfmaschine mit kaskadenartiger Führung des Dampfes.
Die Erfindung betrifft Gleichstrom-Verbunddampfmaschinen mit kaskadenartiger Fiilirting
des Dampfes, beliebig gesteuertem Hochdruckzylinder und einem von dem Kolben und
dem Steuerorgan gesteuerten Zusatzraum für den schädlichen Raum des Hochdruckzylinders.
Gemäß der Erfindung ist der Zusatzraum in zwei Kammern geteilt, von denen jede mindestens
ebenso groß ist wie der Hubraute des Hochdruckzvlinders. Die Unterteilung des Zusatzraumes
Jin zwei Kammern gestattet, einen möglichst kleinen schädlichen Raum zu verwenden,
ohne daß eine Verbindung zwischen dein Expansionsraum des Hochdruckzylinders und
dem schädlichen Raum des Zusatzraumes vor Eintritt der Vorausströmung möglich ist.
Fernerhin wird durch die Expansion der in dein Zusatzraten eingeschlossenen Dampfmenge
eine höhere -Nutzarbeit geleistet, als der für die Kompression erforderlich gewesene
Arbeitsaufwand beträgt. Der Arbeitsgewinn «wird dadurch noch weiter erhöht, daß
ein Teil des bereits expandierten Dampfes in den Zusatzraum wieder hineinkomprimiert
und auf diese Weise zu wiederholter Arbeitsleistung herangezogen wird.
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Infolge der Größe des Zusatzraumes, der bei der vorliegenden Erfindung
etwa ioo Prozent bis Zoo Prozent vom Hubraum des Hochdruckzylinders beträgt, erreicht
die in den Zylindern jeweilig arbeitende@Dampfinenge den zweieinhalb- bis dreifachen
Wert der in einer gewöhnlichen Dampfmaschine bei gleichen Z-T-linderabinessungen
und bei gleicher -Füllungsgröße Arbeit leistenden Dampfmenge. Dementsprechend muß
auch der Arbeitsverlost infolge des Dampfniederschlages an den kältei-en 7vlinderwandungen
auf nahezu ein Drittel (lcs Verlustes bei- der gewöhnlichen Dampfinaschine
sinken.
Dieselbe Überlegung führt auch zu der Erkenntnis, daß der Arbeitsverlust durch t
ndichtigkeit in gleichem VerhÜltnis sinken muß. Je größer dieser Zusatzraum gewählt
wird, uni so kleiner kann der konstante schädliche Raum gehalten werden, weil die
Endspannung des im Zusatzraum enthaltenen Dampfes, clie zugleich Anfangsspannung
der Kompression im konstanten schädlichen Raum hei dessen Abschaltung ist, mit wachsender
Größe des Zusatzraumes sinkt, und weil die erforderliche Größe des schädlichen Raumes
von der Anfangsspanung der Koiepression abhängt.
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Auf der "Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise
schematisch dargestellt.
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In (lein gezeichneten Ausführungsbeispiel ist eine Kolhenschiebersteuerung
mit Inneneinströmung gewählt. Der sehr klein gehaltene konstante schiidliche Rauin
des HochdruckzyIinders, der aus den Einströmungskanälen a besteht, tritt bei Freigabe
durch den Schieber abwechselnd mit dem Einströniungsrauni des Frischdampfes c und
dein großen, durch Frischdampf geheizten Zusatzraum b in Verbindung. Dieser Rauin
b ist durch eine Doppelwand d in zwei Teile geteilt, von denen jeder die Größe des
Hubraumes im Hochdruckzylinder übertrifft. Diese Teilung hat folgenden Zweck: Um
einen möglichst kleinen schädlichen Raum a anwenden zu können, darf der Schieber
den konstanten schädlichen Ratun a erst kurz vor Hubende des Hochdruckkolbens von
dem Zusatzraum b absperren. Wenn nun aber diese Absperrung vor Freigabe der öffnung
c durch den Kolben oder vor Eintritt der Vorausströmung durch Schieberöffnung des
linken Kanals a, was die gleiche Wirkung hat, nicht erfolgt ist, so wird bei ungeteiltem
Raum f eine Verbindung zwischen dein Expansionsrauni des Hochdruckzylinders und
dem rechten Kanal a durch den Z_usatzratnn h hergestellt. Der in diesen Räumen eintretende
Spannungsausgleich würde, zumal bei großen Hochdruckfüllungen, wenn die Expansionsspannung
im Hochdrticl:z_vlinder noch wesentlich über der Spannung im Raum b liegen würde,
eine unzulässige Spannungserhöhung in dem kleinen schädlichen Raum a (rechter Kanal)
he@virl:eu, so daß die Itonipressionsendspannung im Kanal a weit über die Einströmungsspannung
anwachsen würde.
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Aber auch bei kleineren und mittleren Hochdruckfüllungen wäre ein
Spannungsausgleich zwischen der Expansionsseite und Kompressionsseite des Hochdruckkolbens
vor Absperrung des konstanten schädlichen Raumes a durch den Schieber schädlich,
weil clie Kompressionsspannung hinter dem Kolben und somit in dem Kanal a und dem
Zusatzkompressionsraum h bei Freigabe der Verbindungsöffnung e oder Eröffnung der
Vorausstrnrnung infolge der Größe von h noch nicht die gewünschte Höhe erreicht
haben würde. Der expandierende Füllungsdampf würcle in diesem Falle bei der Vermischung
mit (lein im Zusatzraum b aufgespeicherten Dampf einen erheblichen Spannungsabfall
und damit eine Einbuße an Arbeitsfähigkeit erleiden. Beide Übelstände werden durch
Anordnung der Trennungswände d vermieden.
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Die Wirkungsweise cles Zusatzkompressionsraumes b wird durch die Teilung
in zwei Kammern nur insofern geändert, als die in jeder Kammer aufgespeicherte Dampfmenge
nicht mehr auf der entgegengesetzten Kolbenseite, sondern auf der Kompressionsseite
selbst beim Rückgang des Kolbens an der Expansion des Füllungsdampfes teilnimmt.
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Das Anfahren der Maschine wird durch Frischdainpfzuführung aus der
vom Kolben freigegebenen Verbindungsöffnung e des Zusatzkompressionsraumes in den
Hochdruckzylinder bewirkt. Da jedoch der -Maschinenführer, z. B. auf der Lokomotive,
nicht immer die jeweilige Kurbelstellung erkennen und somit auch nicht wissen kann,
in welche der beiden Kammern b er den Frischdampf einzulassen hat, so wird der Frischdampf
zum Anfahren jedesmal gleichzeitig durch die ()ffnungen f in beide Kammern
b eingelassen.