DE449997C - Fuellvorrichtung einer feuerlosen Lokomotive, deren Kesseldruck geringer ist als der Speiseleitungsdruck - Google Patents

Description

Feuerlose Werkslokomotiven werden aus der ortsfesten Kesselanlage des Werkes durch Einleiten von Dampf gefüllt. Da die feuerlose Lokomotive mit ständig abnehmendem Dampfdruck arbeitet und auch noch bei kleinen Kesseldrucken, von 5 ata und (darunter gewisse Mindestzugkräfte hergeben muß, haben feuerlose Lokomotiven große Zylinderdurehmesser.

Im allgemeinen wind! deshalb der Kesseldruck der feuerlosen Lokomotive durch Drosseln im Regler oidar durch ein besonderes Drosselventil auf 'einen bestimmten Druck vermindert, so daß im Schieberitasten und damit auf dein Kolben keine zu (großen Kräfte wirken. Es hat also keinen Zweck, bei der heutigen bekannten Baufoirm der feuerlosen Lokomotive den Kesseldruck sehr hoch zu steigern in Anlehnung an die jetzt immer mehr verwendeten Kesseldrucke ortsfester Kesselanlagen, die schon meist 25 atü und mehr aufweisen. Es ist von !den Ru£b.-Wärmespeichern her bekannt und in gleicher Weise für feuerlose Lokomotiven gültig, daß die je Kubikmeter Heißwasserinhalt entwickelte Dampfmenge mit zunehmendem Druck immer kleiner wird. Während z. B. bei einer Drucksenkung von 26 auf 22 ata aus einem Kubikmeter Heißwasser (Hütte 25. Auflage S. 501) 18 kg Dampf entnommen werden können, gibt eine Senkung von 12 auf 8 ata 32 kg Dampf. Wenn nun mit Rücksicht auf dasi Triebwerk der Dampfmaschine kein höherer Dampfdruck als. z. B. 8 ata zugeführt -wenden darf, so ist klar, daß die 18 kg Dampf von 22 ata erst auf 8 ata .gedrosselt werden müssen. Nimmt man beispielsweise eine Expansion auf 2 ata an, so könnten in einer geeigneten Dampfmaschine die 18 kg Dampf von 22 ata entspannt auf 2 ata theoretisch 427· 18 «99,5 = 730 000 m/kg Arbeit leisten. Die 32 kg Dampf von 8 ata dagegen ergäben bei Entspannung auf 2ata427 · 32 · 59=800 ooom/kg. Nun ist aber der 22 at Dampf zu drosseln auf 8 at, man erhält deshalb theoretisch nur 427 · 18 · 59 = 450 000 m/kg statt 730 00 m/kg.

Es ist deshalb verständlich, daß, solange man mit dar üblichen Bauart der Dampfmaschine der feuerlosen Lokomotive auskommen will, .man mit Rücksicht auf den Kessel mit dem Druck nicht allzu hoch geht, da dem Gewinn an Arbeitsvermögen, das ja mit zunehmendem Druck immer kleiner wird, je Kubikmeter Inhalt eine unverhältnismäßig· -große Verteuerung des Kessels gegenübierßiteht. Höher wie 20 ata Kesseldruck scheint man mit Rücksicht auf eine gute Wirtsichaftüichfceit der feuerlosen Lokomotive heutiger Bauart nicht gehen zu können.

Nun steht dem aber gegenüibier, daß in modemen stationären Anlagen, aus denen die Lokomotive gefüllt werden soll, Kesseldrucke von 25, 30 ata und mehr keine Seltenheit sind.

WjJl man den Kessel der feuerlosen Lokomotive deshalb vor dem Überladen schützen, so müßte bei ihrem zulässigen Kesseldruck von z.B. 20ata die gesamte Speisedampfmenge, welche die ortsfeste Kesselanlage .erzeugt oder die Speiseleitung durchläßt, z. B. 30 -1 - Dampf/Stunde, durch die Sicherheitsventile abgeblasen werden können. Würde z. B. die Kesaelanlage verdoppelt, so müßte aus Sicherheitsgründen auch die »Leistungsfähigkeit« der Sicherheitsventile auf dem feuerlosen Kessel vergrößert werden. Daß .dies praktisch ganz unmöglich ist, ist slelbstverständilich. Man hilft sich deshalb bekannterweise mit sogenannten Selbstschlußventilen in der Fülleitung, welche die Dampfzufuhr absperren, wenn im feuerlosen Kessel der zulässige Höchstdruck erreicht ist. Unbe-

*1 Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Walter Schumacher in Karlsruhe i. B.

diaigt betriebssicher ist ein solches Ventil aber nicht, es kann z. B. infolge von Kesselsteinablagerungen hängen bleiben.

Die Erfindung bezweckt deshalb, mit an und für sich bekannten Teilen den Füllvorgang absolut gefahrlos zu gestalten, ohne daß der feuerlose Kessel entweder für den Höchstdruck der ortsfesten Kesselanlage oder seine Sicherheitsventile von Fall zu Fall deren

ίο Leistungsfähigkeit angepaßt werden müssen.

In Abb. ι ist der Füllvorgang schematisch

dargestellt, ι sind die ortsfesten Kessel mit der stündlichen Dampfmenge Q kg/St, und pst Höchstdruck. 2 ist der feuerlose Lokkessel mit /r^at Höchstdruck. 3 und 4 sind zwei Absperrschieber. 5 ist eine bewegliche Verbindungsieituing. Die Strömungsrichtuing- des Dampfes ist mit einem Pfeil bezeichnet. Bis hinter das Ventil 4 ist unter Vernachlässigung des kleinen Leitungsverlustes der volle Druck pst vorhanden. Das Ventil 4 ist nach Abb. 2 am Füllstutzen 6 des Kessels 2 befestigt. Im Füllstutzen wird nun eine Düse 7 eingebaut, die in ihrem Querschnitt so bemessen ist, daß bei dem am Schluß der Ladung vor und hinter der Düse vorhandenen Druck von p_st bzw. Pl ata nur soviel Dampf durchfließt, als das oder die Sicherheitsventile 8 abblasen können beim Druck/7/,. Das durch die Düse durchgehende Dampfgewicht C kg/St, ist so gewählt, daß der feuerlose Kessel in angemessen kurzer Zeit auf volle Füllung aufgeladen werden kann und beträgt oft nur einen Bruchteil der Dampfmenge Q_st- Der die Düse verlassende Dampf strömt zwecks guter Verteilung mit dem Wasser in das bekannte, mit vielen kleinen Löchern versehene Verteilerrohr 9 (Abb. 2). Dieses Rohr kann auch vermieden werden, wenn die Düse 7 laut Abb. 3 so ergänzt wird, daß der die Düse 7 verlassende Dampfstrahl wie in den Dampfs.trahlpumpen Wasser mitreißt und auf diese Weise sich mit dem Kesselwasser innig vermischt und in lebhaftem Umlauf innerhalb des Kessels setzt. Auf diese Weise würde die ganze im Speiaedainpf enthaltene Wärme unbedingt sicher ins Kesselwasaer übergehen, da der Teil der Speisedampf wärme, der sich in Strömungsenergie umgesetzt hat, beim Vernichten der Bewegung sich wieder in Wärme zurückverwandelt.

Weiter könnte die Düse 7 nach Abb. 4 so ausgebildet werden, daß beim Füllen der Lokomotive durch das Rohr 10, das. durch ein Ventil 11 absperrbar ist, von außen noch Wasser in den Kessel gespeist werden kann, ein bei den Dampfstrahlpumpen ganz bekannter Vorgang. Eine derartige Vorrichtung wäre besonders bequem, wenn das Laden der Lokomotive mit sehr hoch gespanntem, stark überhitztem Dampf vorgenommen wird. In diesem Fall wird beim Speisen ein kleineres Dampfgewicht zugeführt, als bei der Arbeit der Lokomotive entnommen wird, .denn der Sattdampf, der dem feuerlosen Kessel entnommen wird, hat ja geringeren Wärmeinhalt als der Speisedampf. So würde nach wenigen Ladungen und Entladungen der Wasiserinhalt des Kessels und damit das Arbeitsvermögen der Lokomotive merklich abnehmen und man müßte Wasser nachfüllen. Muß man zu diesem Zweck nun den Kessel ganz entlasten, so sind damit große Wärmeverluste verbunden, was nicht näher zui erläutern ist.

Der in Abb. 1 bis 4 dargestellte Lade;-Vorgang hat -also folgende Vorzüge:

1. Gespeist wird mit dem vollen Druck- und Wärmeinhalt des Dampfes der ortsfesten Anlage.

2. Der Zufluß nach dem Kessel der feuerlosen Lokomotive ist auf eine Höchstmenge unbedingt sicher begrenzt.

3. Nur für diese Höchstmenge braucht das Sicherheitsventil 8 zu bemessen sein und nicht für die Menge Q_st.

4. Ergänzt man die Düse 7 nach Abb. 3, so wird, eine innige Mischung zwischen Fülldampf und Kesselwasser erzielt ohne besondere Verteilvorrichtung.

5. Ergänzt man die Düse 7 nach Abb. 4, so kann während des Ladens auch noch eine im Kessel fehlende Wassermenge nachgespeist werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Füllvorrichtung einer feuerlosen Lokomotive, deren Kesseldruck geringer ist als der Speiseleitungsdruck, dadurch gekennzeichnet, daß in die Speiseleitung eine Düse (7) eingebaut ist, die entsprechend dem Druckgefälle zwischen Speiseleitung und Kessel nur eine bestimmte Dampfmenge (G) durchläßt, die für .eine genügend rasche Ladung ausreicht und nicht größer ist, als das Durchlaßvermögen des Lokomotivsicherheitsventils (8) bei höchstem Lokomotivkesseldruck.

2. Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfdüse (7) zu einer Strahlpumpe ergänzt ist, die das. Kesselwasser in Umlauf versetzt.

3. Füllvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlpumpe beim Füllvorgang von außen Was,-ser in den Kessel fördert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.