DE441753C

DE441753C - Piston steam engine

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Publication number: DE441753C
Application number: DEG67309D
Authority: DE
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Publication date: 1927-03-12

Description

Kolbendampfmaschine. In der Beschreibung des Patents 430 554 ist neben anderen Quellen zur Beschaffung des Spüldampfes auch die Entnahme des Dampfes durch Anzapfen des Dampfzylinders während der Expansion genannt, auch ist die Möglichkeit der Vereinigung der Anzapfung für die Spülung mit einer Anzapfung für Speisewasservorwärmung erwähnt.Piston steam engine. In the description of the patent 430 554 is next other sources for the procurement of the flushing steam also by removing the steam Tapping the steam cylinder during expansion is also called a possibility the union of the tap for flushing with a tap for feed water preheating mentioned.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine eigenartige Führung des Anzapfdampfes in bezug auf den Dampfzylinder und im Überhitzer. Es ist dabei (auch .für doppelt wirkende Maschinen) nur eine Schlitzreihe oder nur eine gemeinsam durchströmte Gruppe von Schlitzen erforderlich, welche sowohl für die Entnahme des Anzapfdampfes wie auch, entgegengesetzt durchströmt, für die Einführung des überhitzten Spüldampfes dient. Der alte Dampf -und der Spüldampfüberschuß wird durch die Auslaßorgane und Auslaßöffnungen der bisher bei Dampfmaschinen gebräuchlichen Art abgeführt; dazu gehören auch von Kolben überfahrene Schlitze in der Zylinderwandung. Auzh die Anordnung mit zwei Auslaßschlitzen und nachgeschalteten Auslaßventilen gehört dahin.The subject of the present invention is a peculiar guide of the bleed steam in relation to the steam cylinder and in the superheater. It is there (also. for double-acting machines) only one row of slots or only one together flow-through group of slots required, which both for the removal of the Tap steam as well as, with opposite flow, for the introduction of the superheated Purge steam is used. The old steam and the excess flushing steam is discharged through the outlet elements and discharge openings of the type previously used in steam engines; this also includes slots in the cylinder wall that pistons pass through. Auzh the Arrangement with two outlet slots and downstream outlet valves belongs there.

Der Dampfmaschinenauslaß wird vor Beginn der eigentlichen Spülung geöffnet; dadurch wird der Dampf annähernd auf Ausschubspannung entspannt, und dann kann die Spülung beginnen, entweder als Folge des nun gegenüber dem Dampfzylinder gewonnenen Überdruckes im Überhitzer selbsttätig oder vermöge einer zwischen Dampfzylinder und Überhitzer eingeschalteten Steuerung. Anordnungen, bei welchen die Anzapföffnungen nicht außerdem auch für die Spüldampfeinführung benutzt werden, sind als nahehegende Ausführungsformen des Gegenstandes des Hauptpatents anzusehen und können durch die zu ihr gehörige Beschreibung als erledigt gelten.The steam engine outlet is opened before the actual flushing begins opened; as a result, the steam is expanded to approximately the extension voltage, and then the purging can begin, either as a result of the now opposite the steam cylinder gained overpressure in the superheater automatically or by means of one between the steam cylinder and superheater switched on control. Arrangements in which the taps are also not used for the introduction of purge steam, are as close as possible Embodiments of the subject matter of the main patent and can be viewed by the description belonging to it are considered to be completed.

Die einfachste Form des Gedankens ist in Abb. z dargestellt; sie enthält weder selbsttätige Ventile noch Steuerungen. Die Strömung und Strömungsumkehr findet allein auf Grund der Veränderungen des Druckes im Zylinder, die von der normalen Dampfmaschinensteuerung bewirkt werden, statt.The simplest form of the thought is shown in Fig. Z; it contains neither automatic valves nor controls. The flow and flow reversal takes place solely due to the changes in pressure in the cylinder different from normal Steam engine control is effected instead.

Wenn auf der linken Kolbenseite beim Lauf des Kolbens von links nach rechts der linke Kolbenrand die Schlitzkante k überfahren hat, tritt Dampf aus dem Zylinder in den Überhitzer vermöge des Überdruckes, welchen der Dampf im Zylinder mit dem Druck p1 über dem Druck im Überhitzer hat, ein. Durch den Übertritt des Dampfes steigt der Druck im Überhitzer, der keine Abflußöffnung hat, während der Druck im Zylinder sinkt einmal durch den Dampfabfluß vom Punkte k ab und dann durch die weiterschreitende Expansion. Im Punkte a des Diagrammes beginnt dann die Vorausströmung, welche .durch den normalen Dampfmaschinenauslaß a gesteuert wird. Infolge des starken Druckabfalles im Zylinder gewinnt jetzt der Druck im überhitzer Oberhand, und es tritt überhitzter Spüldampf bei geöffnet bleibendem Auslaß in den Dampfzylinder ein. Dieser Spülvorgang ist in die Abb. i eingetragen. Beim Rückgange des Kolbens dauert die Spiilung noch an, bis der Kolbenrand die Kante k wieder erreicht hat.If on the left side of the piston when the piston moves from left to on the right the left edge of the piston has passed the slot edge k, steam emerges from the Cylinder in the superheater by virtue of the excess pressure which the steam in the cylinder with the pressure p1 above the pressure in the superheater. By crossing the Steam increases the pressure in the superheater, which has no drain opening, during the Pressure in the cylinder drops once due to the steam flow from point k and then through the ongoing expansion. The pre-flow then begins at point a of the diagram, Which is controlled by the normal steam engine outlet a. As a result of the strong Pressure drop in the cylinder now wins the pressure in the superheater, and it If the outlet remains open, superheated purge steam enters the steam cylinder a. This The rinsing process is shown in Fig. I. When going back of the piston continues to flush until the edge of the piston reaches the edge k again Has.

Nach Überschreitung der Schlitzkante k beim Linkslauf des Kolbens findet dann noch Ausschub durch das Auslaßorgan statt, bis dieses für den planmäßigen Beginn der Kompression im Punkte 5 geschlossen wird.After crossing the slot edge k when the piston rotates to the left then there is still ejection through the outlet organ until this is for the scheduled Start of compression in point 5 is closed.

Der Überhitzer wird bei den erläuterten Vorgängen nicht von Dampf in nur einer Richtung durchströmt. Der Dampfeintritt und -austritt regelt sich vielmehr nach Maßgabe des wechselnden Druckes. Bei höherem Druck nimmt der unveränderliche .Raum des Überhitzers mehr Dampf auf als bei niedrigerem. Um namhafte Mengen Dampf ein-und 'ausströmen zu lassen, muß einmal der Rauminhalt des Überhitzers ziemlich groß sein, und dann tnuß der Druck sich in weiten Grenzen ändern. Ein tberhitzer der vorstehenden Art möge geschlossener Überhitzer genannt werden. Der Name bezieht sich auf den Spüldampfraum; das Heizmittel wird dagegen in gewöhnlicher Weise die Rohre des Überhitzers durchströmen..In the processes explained, the superheater is not powered by steam flows through in only one direction. Rather, the steam inlet and outlet is regulated according to the changing pressure. At higher pressure, the unchanging one decreases .Room of the superheater on more steam than with a lower one. To considerable amounts of steam To let flow in and out, the volume of the superheater must be quite large be great, and then the pressure must change within wide limits. A superheater of the above kind may be called closed superheaters. The name relates on the steam room; the heating means, however, is usually the Flow through the pipes of the superheater ..

Der geschlossene überhitzer hat für den eigentlichen Spülvorgang den Vorteil, daß beim Öffnen des Spülschlitzes ein kräftiger Spülstoß eintritt, welcher in der Nähe des Hubwechsels die kurze Zeit der geringen Kolbenbewegung für das Hinauswerfen des alten Dampfes ausnutzt, und daß der Druck für den Kolbenrückgang mehr und mehr abflaut, so daß die Abflußquerschnitte des normalen, nur mit etwas reichlicher Vorausströmung arbeitenden Dampfmaschinenauslasses nicht überlastet werden und kein erhöhter, arbeitverzehrender Gegendruck auftritt.The closed superheater has the for the actual rinsing process The advantage that when the flushing slot is opened a powerful flushing surge occurs, which In the vicinity of the stroke change, the short time of the slight piston movement for ejection of the old steam, and that the pressure for the piston return more and more subsides, so that the discharge cross-sections of the normal one, only with a somewhat more abundant advance flow working steam engine outlet are not overloaded and no increased, work-consuming Back pressure occurs.

Wenn mehrere Dampfzylinder mit versetztem Hubwechsel auf einen Überhitzer arbeiten, kann zeitweise ein Zylinder Dampf abgeben, während ein anderer Dampf aufnimmt. Damit hört der überhitzer wenigstens zeitweise auf, ein geschlossener zu sein. Die Druckschwankungen werden kleiner sein, aber auch die Eigenschaft, zur geeigneten Zeit einen kräftigen Spülstoß zu geben, hört auf. Wenn man auf diese Eigenschaft nicht verzichten will, wird man die Überhitzer trennen.If several steam cylinders with an offset stroke change to one superheater work, one cylinder can temporarily emit steam while another absorbs steam. This means that the superheater ceases to be a closed one, at least temporarily. the Pressure fluctuations will be smaller, but also the property to be suitable It’s time to give a powerful flush. If you look at this property do not want to do without, the superheaters will be separated.

Um bei einem geschlossenen Ü berhitzer mit gemeinsamer, nacheinander für Ein- und Austritt dienender Öffnung ohne Zuhilfenahme von Steuerorganen eine einigermaßen wirksame Dampfführung zu erlangen, muß man die Stoßkraft des Dampfes beim ersten Öffnen des Schlitzes benutzen, um mit dem noch nicht überhitzten Dampf in die weit abgelegenen Teile des Überhitzers zu gelangen. Dazu muß (in der Richtung des Dampfeintrittes in den Überhitzer) die Bahn zu diesen Teilen frei gehalten werden. -Sonst kehrt der in der Nähe der Öffnung verbleibende Dampf, ohne gehörig überhitzt zu sein, bei der Spülperiode in den Zylinder zurück.To with a closed superheater with common, one after the other an opening for entry and exit without the aid of control organs To obtain reasonably effective steam guidance, one must use the thrust of the steam the first time you open the slot, use it to keep up with the steam that has not yet superheated to get into the remote parts of the superheater. To do this (in the direction the steam entry into the superheater) the path to these parts can be kept free. -Otherwise, the steam remaining near the opening will return without being properly overheated to be back in the cylinder at the purge period.

In Abb. a ist ein Crberhitzer mit solcher, Dampfführung dargestellt. Den Stutzen desselben hat man sich an den Raum h des Dampfzylinders (Abb. i) angeschlossen zu denken. Wenn der Kolben bei der Expansion die Öffnungen in der Zylinderwand freigegeben hat, stößt der Dampf unter ziemlich starkem Überdruck in die unteren Schichten des Überhitzers vor. Der Diffusor q dient weiter dazu, die Strömungsenergie in Druck zu übersetzen, so daß am unteren Teil des Überhitzers ein etwas höherer Druck entsteht als an der Unterbrechungsstelle des Strahles. Dieser Druckunterschied wird sich auch den oberen, seitlich von der Unterbrechungsstelle liegenden Räumen mitteilen. Die Unterbrechungssteller dient dazu, gut überhitzten Dampf aus den oberen Teilen des Überhitzers in den Zylinder zurücktreten zu lassen, wenn der Druck im Zylinder durch weitere Expansion und Vorausströmung so Zweit gesunken ist, daß der Druck im Überhitzer das Übergewicht gewonnen hat.Fig. A shows a superheater with such a steam duct. The nozzle of the same has been connected to space h of the steam cylinder (Fig. I) to think. When the piston expands, the openings in the cylinder wall are released the steam pushes into the lower layers of the Superheater. The diffuser q further serves to convert the flow energy into pressure to translate, so that a slightly higher pressure is created at the lower part of the superheater than at the point of interruption of the beam. This pressure difference will increase also inform the upper rooms to the side of the interruption point. The breaker serves to get well superheated steam from the upper parts of the superheater to recede into the cylinder when the pressure in the cylinder through further expansion and advance flow, so second has sunk that the pressure has gained excess weight in the superheater.

Abb. 3 zeigt die Dampfströmung beim Austritt aus dem Überhitzer, also für den Spülvorgang, Abb. a für den Eintritt in den Überhitzer, also für den Anzapfvorgang. Es tritt beim Spülvorgang in nicht ganz erwünschter Weise auch eben erst eingetretener Dampf aus den unteren Teilen des Überhitzers durch den Diffusor zurück. Um das zu verhindern und auch einen besseren Dampfumlauf im überhitzer zu gewinnen, kann man ein Umwälzgebläse einbauen, welches den Anzapfdampf in der Richtung nach den Heizröhren- treibt und auch rückkehrenden Dampf in Umlauf hält. Dieses Umwälzgebläse würde sich dadurch wesentlich von einem eigentlichen Spülgebläse unterscheiden, daß es nur -die geringen Widerstände innerhalb des geräumigen Überhitzers zu überwinden hätte; der Spülüberdruck für den Dampfzylinder wird, wie bei den anderen hier beschriebenen Anordnungen, durch die Anzapfung bei höherem Druck gewonnen. Vollkommener wird die Dampfführung im Überhitzer durch besondere Organe geregelt. Sie können entweder als gesteuerte Schieber oder Ventile ausgebildet sein oder auch selbstöffnende Ventile sein. Wenn man sich in den Diffusor q in Abb. 3 etwa bei c eine Drehklappe angebracht denkt, welche durch einen Steuerungsantrieb für die Anzapfperiode geöffnet wird, für die Spülperiode geschlossen wird, so ist damit schon eine geregelte Dampfführung erreicht, insofern kein Dampf umüberhitzt aus den unteren Teilen des überhitzers zurücktreten kann. Eine solche schwingende Klappe braucht nicht: absolut dicht abzuschließen, da innerhalb des geräumigen Überhitzers die Druckunter-.schiede ganz gering sind. Eine Rückschlagklappe, welche in dem Diffusor so angebracht ist, daß sie in der Richtung des eintretenden Anzapfdampfes öffnet, würde die gleiche Wirkung ohne besondere Steuerung haben.Fig. 3 shows the steam flow when exiting the superheater, i.e. for the flushing process, Fig. a for the entry into the superheater, i.e. for the tapping process. During the flushing process, it occurs in a way that is not entirely desirable, even when it has just occurred Steam from the lower parts of the superheater returns through the diffuser. To that too You can prevent and also gain better steam circulation in the superheater install a circulation fan, which blows the bleed steam in the direction of the heating tube propels and also keeps returning steam in circulation. This circulation fan would turn out to be in that it differs significantly from an actual flushing fan in that it is only -Have to overcome the low resistance inside the spacious superheater; the purge overpressure for the steam cylinder becomes as with the others described here Arrangements obtained by tapping at higher pressure. It becomes more perfect Steam flow in the superheater regulated by special organs. You can either be designed as controlled slide or valves or self-opening valves be. If you put a rotary flap in the diffuser q in Fig. 3 at around c thinks which one is opened by a control drive for the tapping period, is closed for the flushing period, it is already a regulated one Steam supply achieved, provided that no steam is re-superheated from the lower parts of the superheater can resign. Such a swinging flap does not need to: close absolutely tightly, because the pressure differences are very small within the spacious superheater. A check valve which is mounted in the diffuser so that it is in the The direction of the incoming bleed steam would have the same effect without any special effect Have control.

Bei den Anordnungen Abb. q. bis 6 ist die Führung eine mehr zwangläufige, die sich nicht mehr auf die richtunggebende Kraft des in den Überhitzer einströmenden Dampfes stützt. Abb. ¢ stellt eine Anordnung dar, bei welcher der Anzapfdampf durch eine Ventilklappe g und den Stutzen i in den Überhitzer eintritt, nachdem der Kolbenrand die Kante k (Abb. i) überfahren hat und reichlicher Druck zur Verfügung steht. Der Überhitzer füllt sich unter Druckzunahme mit Dampf. Das gesteuerte Ventil v wird gehoben, nachdem das normale Auslaßorgan a (Abb. i) Vorausströmung gegeben hat. Der im Überhitzer in geeigneter Weise geführte Dampf tritt, da nunmehr niedriger Druck im Zylinder herrscht, durch das Ventil v (Abb. q.) in den Zylinder als überhitzter Spüldampf ein. Das Ventil muß bei einer doppelt wirkenden Maschine zweimal während einer. Umdrehung geöffnet und geschlossen werden, was mittels eines Doppelschwingdaumens oder Doppelwälzhebels oder eines Kniehebels geschehen kann.The arrangements in Fig. Q. up to 6 the leadership is a more inevitable, which no longer affects the directional force of the flowing into the superheater Supports steam. Fig. ¢ shows an arrangement in which the bleed steam through a valve flap g and the nozzle i enters the superheater after the piston rim has passed the edge k (Fig. i) and there is plenty of pressure available. Of the Superheater fills with steam when the pressure increases. The controlled valve v is lifted after the normal outlet a (Fig. i) has given advance flow. The steam conducted in a suitable manner in the superheater occurs, since it is now lower There is pressure in the cylinder, through the valve v (Fig. Q.) In the cylinder as overheated Purge steam. The valve must be used twice during a double-acting machine one. Rotation can be opened and closed, which is done by means of a double swinging thumb or double roller lever or a toggle lever can be done.

Wenn man sich statt der Anordnung des Ventils v in- der Wand. m, n selbsttätige, nach dem Raume b hin öffnende Ventile g angeordnet denkt, wird jeder Steuerungsantrieb für die Dampfauswechselung vermieden. Diese Ventile öffnen sich, sobald der Druck im Zylinder nach erfolgter Vorausströmung so weit gesunken ist, daß er um den Ventilwiderstand kleiner ist als der Druck im Überhitzer.If you look at instead of the arrangement of the valve v in-the wall. m, n thinks automatic valves g which open towards the space b are arranged, any control drive for the steam exchange is avoided. These valves open as soon as the pressure in the cylinder has dropped so far after the preliminary flow that it is less than the pressure in the superheater by the valve resistance.

Es besteht hinsichtlich der Spüldauer ein Unterschied bei der Anwendung gesteuerter Organe oder selbsttätiger Ventile für den überhitzten Spüldampf. Bei letzterem ist der Spülvorgang beendet, wenn der Kolben die Kante k beim Rückgange wieder überfährt; bei gesteuerten Organen kann man ihn durch die Wahl des Abschlußäeitpunktes auch früher beenden. Sonst behält bezüglich der Vorgänge im Dampfzylinder alles Gültigkeit, was bei Erläuterung der Abb. i gesagt ist.There is a difference in application with regard to the rinsing time controlled organs or automatic valves for the superheated flushing steam. at In the latter case, the flushing process is ended when the piston reaches the edge k when reversing run over again; in the case of controlled organs, one can do this by choosing the time of closure also quit earlier. Otherwise everything is retained with regard to the processes in the steam cylinder Validity of what was said in the explanation of Fig. I.

Abb. 5 zeigt eine Anordnung, bei welcher Anzapfdampf und überhitzter Spüldampf durch einen Umschaltschieber et gemeinsam gesteuert werden ohne Anwendung selbsttätiger Ventile.Fig. 5 shows an arrangement in which bleed steam and superheated Purge steam can be controlled jointly by a switchover slide without any application automatic valves.

In Abb. 5 ist der Schieber u in der Spülstellung gezeichnet, in Abb. 6 für die gleiche Anordnung in der Anzapfstellung. Der Anzapfdampf tritt durch den Stutzen i aus dem Raume b in den L`berhitzer ein und durch den Stutzen e aus dem überhitzer in den Raum b ein (auch in Abb. q.).In Fig. 5 the slide u is drawn in the flushing position, in Fig. 6 for the same arrangement in the tapping position. The bleed steam passes through the Connection i from room b into the superheater and through connection e out of the superheater in room b (also in Fig. q.).

Zur Regelung der entnommenen Dampfmenge ist im Stutzen i noch eine Drosselklappe d (Abb. q. bis 6) angebracht. Sie ist nach im Betrieb gewonnenen Erfahrungen einzustellen, kann aber auch in Abhängigkeit vom Stellzeug des Reglers gebracht werden und bei größeren Füllungen weniger weit geöffnet gehalten werden, weil bei ihnen zur Zeit des Öffnens des Schlitzes höherer Expansionsdruck herrscht, der bei unveränderter Öffnungsweite mehr Dampf in den Überhitzer lassen würde als bei kleineren Füllungen.To regulate the amount of steam withdrawn there is another one in the connection piece i Throttle valve d (fig. Q. To 6) attached. It is based on experience gained in the company set, but can also be brought depending on the setting of the controller and are kept open less wide for larger fillings because with they have a higher expansion pressure at the time of opening of the slot unchanged opening width would let more steam into the superheater than with smaller ones Fillings.

Wenn entsprechend der Beschreibung zum Hauptpatent mit der Anzapfung für Spülzwecke eine Speisewasservorwärmung durch Anzapfdampf verbunden wird, ist es zweckmäßig, den Dampf für dieselbe vom Raume b abzuzweigen. Der Abzweig wird, um möglichst hohe ' Speisewassertemperatur zu erhalten, zweckmäßig nur während des Bestehens hohen Druckes im Raume b geöffnet gehalten, damit bei sinkendem Druck kein Rückverdampfen des niedergeschlagenen Wassers eintritt. Die Öffnung und der Abschluß des Abzweigers findet am einfachsten durch ein selbsttätiges, nach dem Vorwärmer hin öffnendes Ventil oder eine Ventilgruppe statt, doch kann dafür auch ein gesteuertes Organ angeordnet werden.If according to the description of the main patent with the tap a feed water preheating is connected by tap steam for flushing purposes it is advisable to branch off the steam for the same from room b. The branch will in order to obtain the highest possible 'feed water temperature, expediently only during the If there is high pressure in room b, it is kept open so that the pressure falls no re-evaporation of the precipitated water occurs. The opening and the The easiest way to terminate the branch is through an automatic, after Preheater opening valve or a valve group instead, but can also be used for this a controlled organ can be arranged.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Piston steam engine with steam exchange after Patent 430 55q., Characterized in that the flushing steam is the working cylinder as Extraction steam through the same openings in the cylinder wall and the same collecting space (b) is taken, through which it later enters the working cylinder as superheated purging steam resigns again. z. Piston steam engine according to claim i, characterized in that that the bleed steam reaching the collecting space (b) is partly used to preheat the feed water used and partly through the superheater as purging steam to the working cylinder is fed back.