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Regler für Feuerungen, insbesondere für Dampfkessel, mit Regelung
der Luftzufuhr entsprechend der Brennstoffzufuhr und Steuerung der Schornsteinklappe
entsprechend dem Druck im Feuerraum Die Erfindung betrifft Feuerungen, insbesondere
eine Vorrichtung zur Regelung des Verbrennungsvorganges bei Feuerungen für verschiedene
Brennstoffe.
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Feuerungen, wie z. B. die in Verbindung mit Hochöfen zur Benutzung
von Gichtgas als Brennstoff, unterliegen weitgehenden und manchmal plötzlichen Schwankungen
in der Brennstoffzufuhr; es ist daher üblich, zuzeiten ungenügender Brennstoffzufuhr
dieVerbrennung durch Zuführung eines Hilfsbrennstoffs zu der Feuerung aufrechtzuerhalten.-
Dies kann z. B. dadurch geschehen, daß das Fallen des Dampfdruckes infolge des Nachlassens
der Gaszufubr dazu benutzt wird, eine Vorrichtung zur Zuführung von Kohlenstaub
oder einem anderen Brennstoff zu der Feuerung in. Gang zu setzen.
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Infolge der Tatsache, daß Kessel dieser Art normalerweise ausschließlich
mit Gichtgas gefeuert werden und der Kohlenstaub nur zum Ausgleich eines vorübergehenden
Mangels in der Gaszufuhr benutzt wird, ist es nicht praktisch, Zugvorrichtungen,
wie Schornsteine, Saugzuggebläse o. dgl., von genügenden Abmessungen anzubringen,
um alle Verbrennungsgase abzuführen, -wenn den Kesseln die volle Gasmenge und gleichzeitig
eine große Menge Hilfsbrennstoff zugeführt wird; obwohl dieser Zustand in der Praxis
nach einem plötzlichen Ansteigen der Gaszufuhr eintreten kann. In einem solchen
Fall steigt der Druck des erzeugten Dampfes nicht mit der nötigen Schnelligkeit,_
um ein sofortiges Sperren der Hilfsbrennstofzufuhr ---IL bewirken, es werden daher
beide Brennstoffe gleichzeitig dem Kessel in großen Mengen zugeführt und so ein
hoher Ofendruck im Verbrennungsraum erzeugt: Wenn die Gasbrenner unter dem Einfluß
des Gasenäüges und der Saugwirkung des Gases Luft in den Kesselraum ansaugen, kann
der entstehende Druck im Feuerraum die Flamme durch die Luftansaugöffnun@ gen. nach
außen blasen und den bedienenden Arbeiter schwer schädigen. Außerdem ist ein Betrieb
unter solchen Bedingungen selbst für sehr kurze Zeitabschnitte für jede Kesselanlage
äußerst schädlich.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die dargelegten Nachteile zu
vermeiden, und zwar zunächst durch die Maßnahme, die Vorrichtung zur Zuführung des
Hilfsbrennstoffes einer- durch den Feuerungsdruck bewirkten Regelung zu unterwerfen,
um so die Sicherheit zu schaffen,
daß nicht mehr Brennstoff zugeführt
werden kann, als der Aufnahmefähigkeit der Feuerung entspricht.
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Die Erfindung besteht weiter in der Schaffung einer empfindlicheren
Anordnung zur Hilfsbrennstoffzuführung für Feuerungen der genannten Art, durch die
bei Wiederherstellung der normalen Brennstoffzufuhr die Hilfsbrennstoffzufuhr plötzlicher
und wirksamer abgestellt wird, als es bisher möglich war.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Regelvorrichtung
für die Verbrennung von der beschriebenen Art, die verhältnismäßig einfach gebaut
ist und dabei doch sicher und zuverlässig arbeitet.
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Die Zeichnung zeigt die schematische Darstellung einer vorzugsweisen
Ausführungsform der Erfindung.
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Die dargestellte Ausführungsform zeigt eine Anordnung von der Art,
bei der Dampfkessel zum normalen Betrieb mit aus einem oder mehreren zugehörigen
Hochöfen stammendem Gas eingerichtet sind. Die erfindungsgemäße Anordnung kann jedoch
in gleicher Weise auf Feuerungen und Brennstoffe jeder beliebigen Art ausgedehnt
werden. Sie besitzt eine Vorrichtung zur Zuführung eines Hilfsbrennstoffes bzw.
Kohlenstaub zu dem Kessel, wenn der Druck des erzeugten Dampfes unter einen bestimmten
Wert sinkt, was sowohl infolge eines Nachlassens der verfügbaren Menge an Hauptbrennstoff
(im vorliegenden Fall Gichtgas) als auch infolge außergewöhnlichen Dampfverbrauchs
eintreten kann. Die Zuführung von Hilfsbrennstoff wird normalerweise so lange fortgesetzt,
wie der Dampfdruck niedrig bleibt. Erfolgt jedoch ein plötzliches Ansteigen des
Zuflusses von Hauptbrennstoff während der Zufuhr einer beträchtlichen Menge Hilfsbrennstoff,
so entsteht notwendigerweise ein unerwünscht hoher Druck im Feuerraum. Um dies zu
vermeiden und den Zufluß des Hilfsbrennstoffes empfindlicher als bisher unter der
Wirkung des Wiederansteigens der Hauptbrennstoffzufuhr herabzusetzen, ist erfindungsgemäß
die Anordnung einer übergeordneten Regelungsvorrichtung vorgesehen, die hier für
den Betrieb durch ein Anwachsen des Feuerungsdruckes zum Absperren der Hilfsbrennstoffzufuhr
eingerichtet ist.
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Die dargestellte Ausführungsform besitzt eine bei 5 schematisch angedeutete
Feuerung mit einer Verbrennungskammer 6, die zur Speisung mit einem brennbaren Gemisch
von Gichtgas und Luft mittels eines Brenners 7 von beliebiger Bauart aus einer Hauptgasleitung
8 durch die Speiseleitung 9 eingerichtet ist; ein Gebläse io führt dem Brenner die
Luft durch die Speiseleitung ix zu. Die Rohrleitung 9 hat ein Ventil bzw. die Klappe
i2, die durch eine auf den Druck in der Gashauptleitung mittels der Druckleitung
1q. ansprechende Regelvorrichtung bedient wird. Die Luftleitung ii ist mit einem
gleichartigen Ventil 15 versehen, das durch einen gleichartigen Regler 16 bedient
wird, der in bekannter Weise auf den Druckunterschied in der Gas- und Luftleitung
mittels der Druckleitungen 17- anspricht.
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Eine Auslaßleitung 18, die aus dem Verbrennungsraum 6 bis zu einer
Esse, einem Saugzuggebläse oder einer ähnlichen (nicht gezeichneten) Zugvorrichtung
führt, ist mit einem Ventil oder einer Klappe üblicher Art versehen, die zur Bedienung
entsprechend dem Feuerungsdruck in dem Verbrennungsraum in ebenfalls bekannter Weise
mittels eines Zugreglers 2o, der in seiner Bauart den obenerwähnten Reglern entspricht,
und durch den Feuerungsdruckmittels derDruckleitung 2o' geregelt wird.. Zu dem im
folgenden darzulegenden Zweck ist dieser Regler mit der Klappe durch eine Leerlaufverbindung
verbunden, derart, daß eine Weiterbewegung des Reglerkolbens nach aufwärts auch,
nach vollständiger Öffnung der Klappe möglich ist. Diese Verbindung besteht in der
gezeichneten Ausführungsform aus einem durch den Regler 2o hin und her bewegbaren
Hebel 21, der eine Verbindungslasche 22 auf und ab- führt, deren oberes Ende mittels
einer Stift- und Schlitzverbindung 24 mit einem die Klappe bedienenden Hebel 23
verbunden ist. Das entgegengesetzte Ende dieses . Hebels 23 ist mit einem durch
einen Träger 26 hindurch nach unten gehenden Stab 25 verbunden, der an seinem unteren
Ende ein Gewicht 27 trägt. Der Stab trägt oberhalb des Trägers einen Ring oder Anschlag
28. Offenbar ermöglicht bei geschlossener Klappe eine Aufwärtsbewegung des Reglers
dem Gewicht 27, die Klappe in die Öffnungsstellung zu drehen. Ist die Klappe voll
geöffnet, so berührt der Anschlag 28 den Träger 26, und die Klappe wird daher in
ihrer Stellung festgehalten; dabei ist durch die Leerlaufverbindung 2¢ ein. weiterer
Aufwärtsgang des Reglers ohne Änderung der Stellung der Klappe ermöglicht. Selbstverständlich
kann jede beliebige Leerlaufvorrichtung benutzt werden.
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Das untere Ende des Kolbens des Zugreglers 2o ist durch ein Kabel
o. dgl. 29 mit dem einen Ende eines bei 31 an einem entsprechenden Träger drehbar
befestigten Hebels 30 verbunden. Das andere Ende des Hebels 3o ist mittels
einer senkrecht nach oben gehenden Lasche 32 mit Schlitz 33 verbunden; in diesem
Schlitz gleitet ein Stift 3q., der an einem das Ventil bedienenden Hebel 35 befestigt
ist. Der Hebel 35 ist durch Stift- und Schlitzverbindung 36 mit einer Lasche 37
verbunden, die ihrerseits durch die Stift- und Schlitzverbindung 38 mit dem oberen
Ende der an dem Rahmen qo eines Hauptreglers befestigten Lasche 39 in Verbindung
steht. Dieser Rahmen 40 ist außerdem durch ein
Kabel o. dgl. 41
mit dem mit Gewicht versehenen -Auslöser 42 eines Schalters 43 zum Schließen und
Öffnen des Stromkreises eines Motors 44 verbunden, der eine Zerkleinerungsvorrichtung
beliebiger Art antreibt. Das obere Ende der geschlitzten Lasche 37 ist mit einem
Gewicht 46 verbunden, während das entgegengesetzte Ende des ventilbedienenden Hebels
35 durch ein Kabel o. dgl. 47 mit dem beschwerten Bedienungshebel 48 eines die Hilfsbrennstoffzufuhr
regelnden (nicht gezeichneten) Ventils in Verbindung steht, dessen Öffnen und Schließen
den Zufluß von Kohle aus dem Fülltrichter 49 durch die Fallrinne 5o zu dem Zerkleinerer
regelt. Ein zweites Kabel 51 verbindet das Kabel 47 und den Hebel 35 mit dem beschwerten
Arm 52 eines Luftventils 53, das in der von dem Gebläse io zu dem Kohlenstaubbrenner
55 führenden Lauftleitung 54 eingebaut ist. Selbstverständlich kann jede bekannte
Maßnahme zur Einstellung des Verhältnisses von Brennstoff und Luft verwendet werden,
und die Zeichnung ist rein schematisch aufzufassen.
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Die Verminderung der Gaszufuhr bringt den Luftregler 16 aus dem Gleichgewicht
und bewirkt dadurch eine entsprechende Schließung des Ventils 15. Die Verminderung
der erzeugten Dampfmenge infolge der verminderten Verbrennung bringt den Hauptregler
40 zur Wirkung durch die diesen Regler mit einer Dampfkammer 61 verbindende Druckleitung
6o.. Dabei wird der bewegliche Rahmen derart gesenkt, daß der beschwerte Auslöser
42 des Schalters 43 gehoben und dadurch der Stromkreis des Motors 44 geschlossen
wird, wodurch der Zerkleinerer in Gang gesetzt wird. Das durch die Stift- und Schlitzverbindung
38 ermöglichte Spiel zwischen den Laschen 37 und 39 in Verbindung mit dem
Zug des an dem oberen Ende der Lasche 37 befestigten Gewichtes 46 hält diese zu
Anfang der Abwärtsbewegung der unteren Lasche fest, bis der Motorstromkreis geschlossen
und die untere Lasche 39 ein weiteres Stück abwärts gegangen ist, so daß
der Motor und Zerkleinerer genügend Zeit zur Erreichung ihrer Höchstgeschwindigkeit
haben, selbst wenn der Dampfdruck sehr schnell gefallen ist und ein entsprechend
rasches Sinken des Reglerrahmens und der mit diesem verbundenen Laschen hervorgebracht
hat. Weiteres Sinken des Dampfdruckes und daraus erwachsendes weiteres Niedergehen
des Rahmens 40 und der Lasche 39 nehmen gegebenenfalls das Spiel in der Leerlaufverbindung
38 auf und ziehen die Lasche 37 gegen den Widerstand des damit verbundenen Gewichtes
46 abwärts. Ein solches Abwärtsziehen der Lasche 37 führt auch die Stift- und Schlitzverbindung
36 mit dem ihr anliegenden Ende des schwenkbaren, das Hilfsbrennstoffventil regelnden
Hebels 35 nach unten, so daß dieser unter dem Einfluß der mit den entsprechenden
Ventilhebeln 48 und 52 verbundenen Gewichte im Gegenzeigersinne geschwenkt wird
und so ein Öffnen der zugehörigen Ventile bewirkt, das freien Zufluß der Kohlen
durch den Zerkleinerer zu dem Brenner 55 und Zuströmen von Luft von dem Gebläse
zu dem Brenner ermöglicht. Um einen empfindlicheren Mechanismus zur Herabsetzung
der Hilfsbrennstoffzuführung bei Wiedereinsetzen des Zustroms von Hauptbrennstoff
zu schaffen, wird erfindungsgemäß die Hilfsbrennstoffzuführung einer durch den Feuerungsdruck
ausgeübten Zusatzregelung unterworfen. Dies kann vorteilhaft in der beschriebenen
Weise durch Verbindung des Zugreglers 2o, der selbst durch den Feuerungsdruck im
Verbrennungsraum bedient wird, mit der Vorrichtung zur Regelung der Hilfsbrennstoffzufuhr
geschehen. Mit anderen Worten bezweckt die Erfindung eine Begrenzung des Feuerungsdruckes
durch einen Höchstwert mittels einer Regelung, die der oben beschriebenen Regelung
durch den Dampfdruck überlagert ist.
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Wenn nach Ermäßigung des Gasdrucks und dementsprechend Inbetriebnahme
der Staubfeuerung die Gaszufuhr infolge Wiedereinsetzens der Entwicklung in dem
angeschlossenen Hochofen plötzlich steigt, so steigt damit auch sofort der Feuerungsdruck
im Verbrennungsraum. Daraufhin wird mittels der Druckleitung 2o' der Regler 2o nach,
oben bewegt und die Klappe ig voll geöffnet, während die weitere Aufwärtsbewegung
des Reglers 2o infolge des übermäßigen Feuerungsdrucks durch die Stift- und Schlitzverbindung
24 zwischen der Lasche 22 und dem die Klappe bedienenden Hebel 23 ermöglicht wird.
Diese weitere Aufwärtsbewegung des Reglers bewegt das mit ihm verbundene Kabel 29
derart, daß der drehbare Hebel 30 im Zeigersinn geschwenkt wird und so die
mit ihm verbundene Lasche 32 um einen genügenden Betrag hebt, um das Spiel zwischen
dem Schlitz 33 und- dem Stift 34 des Bedienungshebels 35 aufzunehmen und diesen
um einen Winkel zu schwenken, der von dem Betrag des Feuerungsdruckes abhängig ist;
diese Schwenkung wird durch die Stift- und Schlitzverbindung 36 ermöglicht. Wie
ersichtlich, werden hierdurch die ventilverbindenden Kabel 47 und 51 so bewegt,
daß die beschwerten Arme 48 bzw. 52 gehoben und dadurch die mit ihnen verbundenen
Ventile so geregelt werden, daß die Geschwindigkeit der Hilfsbrennstoffzufuhr verringert
und diese mit der Gaszufuhr in Einklang gebracht wird. Angenommen,--die Gaszufuhr
sei genügend, um eine vollständige Absperrung der Kohlenzufuhr zu bewirken, so wird
mit dem Ansteigen des Dampfdrucks der Hauptregler derart bewegt, -daß er ein Abwärtsgehen
des beschwerten Auslösearms 42 und Öffnen des Stromkreisesdes Zerkleinerermotors
44 gestattet. Diese Bewegeng
des Reglers führt auch die damit verbundene
Lasche 37 nach oben, so daß das Spiel in der Leerlaufverbindung 36 wiederum aufgenommen
wird und die Teile die in der Abbildung gezeigte Stellung annehmen. Ein Fall des
Feuerungsdrucks im Verbrennungsraum auf den normalen Wert bewirkt, daß der -angeschlossene
Regler 2o die ventilverbindende Lasche 22 in die Stellung der Abb. z herabführt,
von der ab ihre Weiterbewegung eine Veränderung der Ventilstellung bewirkt. Dieses
Herabführen des Reglers 2o führt den damit verbundenen Hebel 3o mit der Lasche 32
in die gezeigte Stellung zurück; selbstverständlich hat jedoch diese Bewegung keinen
Einfluß auf den ventilbedienenden Hebel 35, da der Regler 40 und die Lasche
37 schon vorher eine Lage eingenommen haben, in der sie den Hebel in der gezeichneten
Weise in Verschlußstellung halten.
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Unter normalen Verhältnissen beherrscht der Hauptregler q0 unter dem
Einfuß des Dampfdrucks in der Kammer 61 die Zu- und Abnahme der Kohlenzufuhr als
Hilfsmaßnahme für die Gaszufuhr; jedoch ist die Kohlenzufuhrvorrichtung zum Zwecke
schneller Absperrung außerdem noch durch den auf den Feuerungsdruck ansprechenden
Regler 2o geregelt, der zwangsläufig eine beherrschende Höchstgrenze für die jeweilige
Brennstoffzufuhr schafft. Die Leerlaufvorrichtung 24 ermöglicht zu diesem Zweck
eine Kuppelung der die normale Brennstoffzufuhr einstellenden, durch den Hauptregler
q0 gesteuerten Vorrichtung mit dem Ventilregler 2o, die über den Bewegungsbereich
des Reglers 2o hinaus wirkt, so daß dieser dem Ventil volle Öffnung erteilen kann.
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Es ist für jeden Fachmann einleuchtend, daß die Erfindung mit Erfolg
auf die verschiedenartigsten Feuerungsarten und Brennstoffe anwendbar ist und. selbstverständlich
in mannigfacher Weise abgeändert werden kann, ohne daß der Rahmen der Erfindung
verlassen wird.