-
Verbrennungsregler Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsregler,
insbesondere für Dampfkesselfeuierungen mit mechanischer Brennstoffbeschickung und
Gebläse zur Zuführung der Verbrennungsluft, bei welchem die Regelung der Brennstoff-
und Luftzufuhr durch Änderung der Feldstärke und damit der Drehzahl der Antriebsmotore
für die Beschickungsvorrichtung und das Gebläse erfolgt. Das Neue ist darin zu sehen,
daß zur Änderung der Feldstärke und damit der Geschwindigkeit der Antriebsmotore
für die Brennstoff- und Luftzufuhr ein mit zwei entgegengesetzt wirkenden .Feldwicklungen
ausgerüsteter Motor vorgesehen ist, dessen resultierende Feldstärke und damit sein
Drehsinn in. Abhängigke von der Regelgröße verändert wird und der bei seiner Drehbewegung
einen den beiden Antriebsmotoren gemeinsamen Feldwiderstand verstellt. Dieser Vorschlag
besitzt insbesondere den Vorteil, daß die Regelungsmaschine, da sie lediglich zur
Verstellung des in der Erregerwicklung der Antriebsmaschinen eingeschalteten Widerstandes
dient,- klein und billig ausfällt und einen geringen Leistungsaufwand =erfordert.
-
Es ist schon vorgeschlagen worden, die Antriebsmotore der Beschickungsvorrvchtung,
der Gebläse u. dgl. dadurch zu regeln, daß diese Motore von einem Generator &e
Ener-
| gi. erhalten, der seinerseits mit veränder- |
| licher Geschwindigkeit von einem in Abhän- |
| gigkeit von der Regelgröße gesteuerten Motor |
| angetrieben wird. Eine.derartige Anordnung |
| besitzt im Gegen _ ndungsvorschlag |
| den Nachteil, daorgeneratorsatz für |
die Summe der Leistungen aller Antriebsmaschinen bemessen werden muß, wodurch die
Anlagekosten wesentlich erhöht werden.
-
Das Neue der Erfindung wird durch die beiliegende Zeichnung erläutert.
In der Zeichnung zeigt Abb. i -das Schaltschema des Reglers nach vorliegender Erfindung,
Abb. 2 zeigt eine Ansicht einer Kesselanlage mit dem Regler der Abb. i in verkleinertem
Maßstabe.
-
In der Zeichnung ist 5 eine Kesselanlage mit- einer mechanischen Feuerungsbeschickung
6, die von einem elektrischen Motor 7 angetrieben ist, und einem Schaufel-oder Zentrifugalgebläse
8, das von einem zweiten elektrischen Motor 9 angetrieben wird. Der dargestellte
Kessel kann ebenfalls als irgendeine Dampferzeugungsanlage angesehen werden, die
aus einem oder mehreren Kesseln besteht, also je nachdem eine oder mehrere Feuerungsbeschickungen
und Gebläse besitzt. In der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird nur ein
Kessel mit einer Feuerungsbeschickung und einem Gebläse betrachtet,
um,
die Vorgänge verständlicher erscheinen zu lassen. Die Vorrichtung ist nun so getroffen,
daß die Feuerungs- und Luftbeschickung und die Dampferzeugung des Kessels oder der
Anlage größer werden, wenn die Tourenzahlen der Motoren 7 und 9 größer werden, und
kleiner wird, wenn die Tourenzahlen der Motoren 7 und 9 abfallen. In vorliegender
Ausführung sind die Gleichstrommotoren als Nebenschlußmotoren ausgebildet und werden
mit einem Feldwiderstand io, der beiden gemeinsam ist, geregelt. Dieser isst ein
passendes und zweckmäßiges Mittel, um die Drehzahlen der Motoren gleichzeitig regeln
zu können. Es kann für diesen Zweck auch irgendeine andere Motorenart verwendet
werden, die in passender Weise mit den dazugehörigen Vorrichtungen gleichzeitig
geregelt werden kann. Die Ankerstromkreise der Motoren 7 und 9 sind mit Gleichstromleitungen
i i verbunden, während die diesbezüglichen Feldwicklungen 12 und 13 der Motoren
über den Widerstand i o und einen gemeinsamen Regelstromkreis 14 parallel geschaltet
sind. Der Widerstand io ist als Kurbelrheostat mit der Kontaktkurbel 1,5 ausgebildet.
Durch Drehen dieser Kurbel kann. der Widerstand geändert werden, was im vorliegenden
Falle' ein umsteuerbarer elektrischer Motoz 16 besorgt, der über eine Welle mit
Schnecke und Schneckenrad 17 den Kontaktarm verstellt. Diese Anordnung ermöglicht
eine einfache Regelung der Kesselfeuerung, da beim Verändern des Widerstandes io
gleichzeitig eine Feldregelung beider Nebenschlußgleichstrommotoren 7 und 9 .erfp#gt
und bei Feldschwächung die TourernaM dei Motoren zunimmt, bei Feldverstärkung dagegen
abfällt. Der Widerstand io ist in Höchsttourenzahlstellung zeichnerisch dargestellt,
wobei die Kurbel 15 den ganzen Widerstand in deal Feldstromkreis eingeschaltet hat,
was eine . Feldschwächung der beiden Motoren zur Folge hat und sie auf bringt. Der
Motor 16 ist ein Wechselstrommotor und ist mit der bekannten gespaltenen Feldwioklung':18,
i9 ausgeführt. Die Feldwicklung 18 veranlaßt den Motor, die Widerstandskurbel im
Sinne des Uhrzeigers nach der niedrigstem. Taurenzahlstellung zu drehen, und die
Feldwicklung i 9 veranlaßt den Motor, die Widerstandskurbel entgegen dem Sinne des
Uhrzeigers gegen die Höchstgeschwindigkeitsstellung zu bewegen, die zeichnerisch
dargestellt ist. Beide Feldwicklungen sind bei -2o an eine Schiene der Wechselstromhilfsleitnmg
21 mit einer gemeinsamen Leitung 22 angeschlossen, während ihre 'anderen. Enden
an die andere Schiene der Leitung 21 über besondere Kontrolleitungen 23 und 24 gelegt
sind. Die LeitungCm 23 und 24 zusammen mit der Leitung 22 bilden einen getrennten
Regclstronikreis. In den Stromleitungen 23 und 24 sind veränderliche Impedanzen
25 und 26 ersichtlich. Der Anker des Motors ist mit dem Wechselstromhilfsnetz 2
t mit einer Regelleitung 27 verbunden. Seine Umdrehungszahl wird mit einem in Reihe
geschalteten Widerstand 28 beeinflußt. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von
der gewöhnlichen Methode, mit gespaltenen Feldwicklungen eine Umkehrung des Drehsinns
der Motoren zu erreichen. Beide Feldwicklungen 18 und i 9 werden gleichzeitig mit
Strom gespeist. Sind nun beide Impedanzen 25 und 26 einander gleich, 'so heben sich
heide Feldwirkungen auf, und der Motor 16 steht still. Er dreht dann nicht die Kontaktkurbel
15 und beenflußt nicht die Tourenzahlen der Motoren 7 und B. Ein geringer Unterschied
der Impedanzen bewirkt eine Unbalanz der Felder der Motorwicklungen, und der Motor
16 wird, je nachdem das eine oder das andere Fell überwiegt, sich im Sinne oder
entgegen dem Sinne des Uhrzeigers drehen. Das Überregeln der Widerstandskurbel 15
wird durch Kontaktanschläge 23' und 24' verhindert. Diese unterbrechen, wenn die
Kurbel in den äußersten Stellungen angekommen ist, die Stromkreise 23 und 24.
-
Es soll nun im folgenden beschrieben werden, wie durch Änderung der
beiden Impedanzen 25 und 26 die Feuerungsbeschickung; die Luftförderung, die Dampferzeugung
und weiterhin der Dampfdruck geändert werden. Sie bleiben, so lange urgeändert,
solange die Impedanzen ausbalanciert, d. h. gleich sind. Bringt man nun eine der
Impedanzen in Abhängigkeit vorn einer veränderlichen Größe des Kessels, z. B. des
Kesseldruckes, so ist die vorliegende,Vorrichtung eineinfaches und wirksames Mittel,
um die Feuerungsbeschickung, die Luftförderung und die Dampferzeugung oder Leistung
des Kessels zu überwach-en und jede Änderung in ihrer Größe zu erkennen. In vorliegendem
Beispiel wird der »Kesseldruck oder der Druck m einem Hauptdarnpfrohr ,zum Regeln
der Feuerung herangezogen. Dies wird mit einem Druckmesser 29 oder ähnlichen, für
diesen Zweck brauchbaren Meßgeräten, die in Verbindung mit der Impedanz 25 und dem
Stromkreis 3o stehen, erreicht. Der Dampfdruckmesser ,29 ist vorzugsweise in der
Form des Druckmessers gehalten, der in der amerikanischen Patentschrift 1560951
vom io. November 1925 beschrieben ist. Dieser ,besteht aus einem Quecksilberbehälter
31, im, dem sich ein Tranisformatorkern 32 mit einer DrosselsPule 33 befindet. Die
Spule 33 ist mit dem Stromkreis 3o und mit der Impedanz 25 verbunden. In unserem
Beispiel ist die Impedanz 2 5 entweder ein ruhender oder rotierentier
Umformer
mit einer Primärwicklung 34 in dem. Kontrollkreis 23 und mit einer Sekundärwicklung
35, an die die niedrige Spannung der Wicklung 33 des Druckmessers über die Leitung
30 gelegt wird. Das Druckgefäß 36' steht mit der Atmosphäre in Verbindung
und setzt sich nach untern. in, ein Rohr 36 fort. Dieses mündet in den Behälter
37, der gleichfalls wie das Rohr 36 mit Quecksilber 38 gefüllt ist. Dieser Behälter
37 steht ferner mit dem Druckrohr 39 in Verbindung, das an die Hauptdampfleitung
40 oder an den Kessel angeschlossen ist. Die Hauptdampfleitung ist mit dem Kessel
durch das Rohrstück 41 (Abb. 2) verbunden. Dem Kesseldruck hält nun die Quecksilbersäule
@n dem Rohr 36 das Gleichgewicht, und dem Kesseldruck proportional wird sich das
Druckgefäß 36' mit mehr oder weniger Quecksilber füllen. Der Behälter 37 kann auch
fortfallen. Dann bilden 39 und 36 zusammen ein U-förmiges kommunizierendes Rohr,
in dem das Quecksilber untergebracht ist. Beim Steigen oder Fallen des Quecksilberspiegels
infolge Überdruck oder Unterdruck in dem Kessel oder Hauptdampfleitung werden bei
der Drosselspule 33 mehr oder weniger Windungen wirksam werden. Der Transformator
2-5 wird einmal mehr oder weniger sekundär belastet, und die Impedanz der Primärwicklung
des Transformators wird in demselben Verhältnis größer oder kleiner werden. Die
Veränderung der Impedanz ruft eine Unbala.nz der Motorkontrollkrei,se 23 und 24
hervor und bewirkt eine Drehung der Widerstandskurbel 15 in der Weise, wie säe vorher
geschildert wurde. Der Strom'kreiS 24 kann durch die einstellbare Impedanz 26, -die
einen beliebig festen Wert hat, entsprechend einem gewünschten Kesseldruck eingestellt
werden. Die Impedanz 26 ist im vorliegenden Falle ein einfacher Kurbelrheostat.
Es kann aber auch für diesen Zweck ein beliebiger verschiebbarer Widerstand genommen
werden. Die Drehung der Widerstandskurbel i5 erfolgt dann, wenn ein Überdruck oder
Unterdruck gegenüber dem Druck, denn die Stellung des Widerstandes 26 entspricht,
im Kessel vorhanden ist. Im ersteren Falle werden die Motoren 7 und 9 langsamer
laufen, und im zweiten Falle werden sie schneller laufen. Die Schnelligkeit, mit
der der Motor 16 die Widerstandskurbel 15 bewegt, wird mit dem Widerstand 28 geregelt.
Bis zu einem gewissen Grade bestimmt das Stell. des Widerstandes 28 mit den Betrag
der Unbalanz, die' in dem Kontrollstromkreis zugelassen wird. Neben dem Quecksilberdruckmesser,
wie er vorher beschrieben ist, kann auch ein ,elektrisches Meßgerät in den Stromkreis
23 mit der Impedanz 25 geschaltet werden, um die Veränderungen des Stromes anzuzeigen
oder aufzuzeichnen, die als ein Mali der Änderungen des Druckes im Hauptdampfrohr
oder im Kessel angesehen werden können. Geeignet ist ein Amperemeter 42 mit einer
Skala 43, die zweckmäßig so eingeteilt ist, daß man z. B. den Druck ablesen kann.,
und einem Zeiger 44, welcher sich über der Skala bewegt, um die Stromänderungen
anzuzeigen, die von dem veränderlichen Drucke herrühren.
-
Aus der vorausgehenden Beschreibung geht hervor, daß durch die Anwendung
der ausbalancierten Impedamstromkreise 22-23-24 mit den Impedanzen 25-26 und in
Verbindung mit dem gespaltenen Feldmotor 16 ein wirksames und .einfaches Regelmittel
geschaffen Ist zwischen dem Druckmesser oder druckanzeigenden Mitteln 29 und dem
Widerstand oder zweckentsprechender Vorrichtung i o für die Steuerung der Luftzufuhr
und FeuerungsbeschiGkung des IKessels ohne hodtnempfindliche Relais, die eine Menge
Kontakte, wie sie bei derartigen. Vorrichtungen vorkommen, besitzen. Bei vorliegender
Erfindung stehen die Kontrollkreise dauernd unter Spannung und hängen daher nicht
von öffnungs- und Schließkontakten ab, die eine andere Stromrichtung oder irgendeine
andere Tätigkeit der Regeleinrichtung bewirken sollen. Es leuchtet ein, daß der
Kontroller i o, in der Zeichnung als .einfacher Widerstand dargestellt, von -einer
anderen zweckmäßigeren Form sein kann, daß er eine Anzahl von Motoren, z. B. an
den übrigen Kesseln. einer Kesselanlage, in
| derselben Weise . , ' : regeln kann, statt |
| nur die LuftZUfü rvngebeschickung |
| eines einzigen. Ms zu - überwachen. Es |
ist auch verständlich, äaß die beschriebene Erfindung nicht nur auf die Regelung
der Luftzufuhr und Feuerungsbeschickung beschränkt ist, sondern überall dort zur
Anwendung kommen kann, wo Apparate in Abhängigkeit vom Kesseldruck oder der Dampferzeugung
in Anwendung gebracht werden sollen, deren Regelung .einfach und gegen einen rauhen
Betrieb widerstandsfähig sein soll.