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Vorrichtung zum Regeln der Dampferzeugung entsprechend dem Dampfverbrauch
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Dampferzeugungsanlage, bei der die Dampf--r7
eugung sich dem Dampfverbrauch selbsttätig anpaßt. Der Kessel soll dadurch gegen
Zerknallen geschützt werden. Dabei wird der Nessel in bekannter Weise nicht unmittelbar
beheizt, sondern ein außerhalb des Kessels liegendes, mit dessen Dampf- und Wasserraum
verbundenes Rohrsvstem, in dem das zu verdampfende Wasser lediglich -unter Einwirkung
der Wärme umläuft. Das Neue der Erfindung liegt in der Vereinigung von zwei :Merkmalen:
der Steuerung des Wasserumlaufes in der Abhängigkeit vom Kesseldruck und der Steuerung
der Heizung in Abhängigkeit vom Wasserumlauf, die einzeln an sich bekannt sind.
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Diese Anordnung hat zur Folge, daß bei sinkendem Dampfdruck infolge
gesteigerter Dampfentnahme der Umlauf und die Heizung der Umlaufleitung gesteigert,
bei steigendem Dampfdruck infolge verringerter Dampfentnahme der I"mlauf und die
Heizung verringert werden. Hört die Dampfentnahme ganz auf, so werden Umlauf und
Heizung selbsttätig abgestellt. Ist also gar kein Wasser im Kessel, so wird die
Heizung nach`: kürzester Zeit selbsttätig abgestellt.
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Ein derartiger Kessel braucht kein geschultes Bedienungspersonal und
ist daher besonders für den Dampfbetrieb auf dem Lande oder in abgelegenen Gegenden
geeignet.
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Auf der Zeichnung ist r-in Ausführungsbeispiel eines Kessels nach
der Erfindung sinnbildlich dargestellt. An den Kessel i ist eine Umlaufleitung a
angeschlossen, die an einem Ende in den Dampfraum, am anderen Ende in den Wasserraum
mündet. Die Umlaufleitung liegt unterhalb des Kessels, die Wasserbewegung findet
daher infolge Thermosyphonwirkung selbsttätig statt. Die Umlaufleitung bildet unterhalb
des Kessels eine Rohrschlange, die durch einen Brenner 3 für flüssigen oder gasförmigen
Brennstoff beheizt werden kann. @In die Brennstoffleitung ist ein Ventil .I eingebaut,
das durch einen zwischen dein Kessel i und der R@-)hrschlaiige 2 liegenden Thermostaten
_5 beliebi;u-r Bauart gesteuert wird. Der Thermostat 1-steht im Ausführungsbeispiel
aus einem von @-inem Mantelrohr 5 umschlossenen Metallstab 6. die, wie üblich, verschiedene
Ausdehnuneskoeffizienten besitzen. Die resultierende Länzzeränderung aus beiden
Metallkörpern wird durch einen ZÄ'inkelhebel 7 auf den Ventilhebel S übertragen.
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In das am Wasserrauen des Kessels liegende Ende der Umlaufleitun`
z ist ein Ventil 9 eingebaut, das durch rin finit dem Dampfraum verbundenes Steuer-%-entil
io mittels eines Gestänges ii beeinful#t @xird. so zwar, daß bei sinkendem Dampfdruck
das Ventil 9 stärker geöffnet, bei steigendem Dampfdruck schwächer geöffnet wird.
Feim Überschreiten de, zulässigen Enddruckes wird das Ventil 9 ganz abgtdrosselt.
Vor dum Ventil 9, bezogen auf die Richtung der Wasserströmung, liegt ein Rohrbruchv
entil i=, hinter dem Ventil ein Rückschlagventil 13.
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In das am Dainpiraum liegende Ende der
Umlaufleitung
2 ist ebenfalls ein Rohrbruchventil 14 eingebaut.
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DiE Speisung des Kessels erfolgt durch ein Ventil 15, das auch als
selbsttätiges Ventil ausgebildet sein kann. Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Bei normalem Betriebsdruck ist das Ventil 9 geöffnet. Das schwerere Wasser strömt
in das Heizrohr 2, wird durch Wärmeaufnahme verdampft, der Dampf wird überhitzt,
strömt in den Kessel i und gibt hier seine Überhitzungswärme an das Wasser ab. Der
Kreislauf bleibt unverändert, solange der Dampfverbrauch mit der Dampferzeugung
im Gleichgewicht ist.
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Natürlich muß das verbrauchte Wasser durch Zuspeisung von Frischwasser
durch das Ventil 15 ersetzt werden.
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Steigt der Dampfverbrauch, so sinkt zunächst der Kesseldruck. Infolgedessen
spricht das Steuerventil io an und öffnet das Ventil q weiter. Der Wasserumlauf
durch die Rohrschlange 2 wird vergrößert, der Wärmeaustausch zwischen den Heizgasen
und dem Wasser verstärkt, so daß die Temperatur der Umlaufleitung 2 sinkt. Infolgedessen
wird der Thermostat 5, 6 in dem Sinne wirksam, daß das Brennstoffspeiseventil:4
stärker geöffnet und die Wärmezuführung verstärkt wird.
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Fällt umgekehrt der Dampfverbrauch, so nimmt der Kesseldruck zu, das
Steuerventil io drosselt das Ventil 9, der Wasserumlauf im Heizrohr 2 wird
vermindert, der Wärmeaustausch zwischen der zugeführten Wärme und dem Wasser herabgesetzt;
die Wandungen des Rohres 2 erwärmen sich stärker, der Thermostat wird wieder wirksam
-und drosselt das Brennstoffventil 4 stärker ab.
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Ist während des Betriebes durch irgendeinen Zufall übersehen worden,
Wasser in den Kessel i nachzuspeisen, so hört der Wasserumlauf auf, sobald das Wasser
restlos verbraucht ist. In diesem Falle wird aber das Heizrohr 2 so heiß werden,
daß nach ganz kurzer Betriebszeit der Thermostat das Speiseventil 4 völlig sperrt.
Auf die Weise soll die Anlage zerknallsicher arbeiten. Man hat nur dafür zu sorgen,
daß die @Vandungen des Heizrohres 2 so bemessen werden, daß sie die Erhitzung eine
Weile aushalten.
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Wird etwa ganz ohne Kesselinhalt angefahren, so wird ebenfalls nach
kurzer Zeit die Heizung wieder abgestellt. Das Rückschlagventil 13 verhindert, daß
der erzeugte Dampf in den Wasserraum des Kessels eintritt.
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Sollte aus irgendwelchen Gründen die Umlaufleitung 2 leck werden,
so sprechen die Ventile 12 und 14. an und sperren den Wasserraum bzw. Dampfraum
des Kessels 1 ab. Die Wirkung dieser Ventile beruht darauf, daß bei einer Vergrößerung
der Wassergeschwindigkeit bzw. Dampfgeschwindigkeit die Ventile geschlossen werden.
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Der Dampf kann aus dem Kessel i unmittelbar als Naßdampf zu den Verbrauchsstellen
geleitet werden. Soll er vorher noch überhitzt werden, so wird der Dampf durch Rohr
16 in einen Mischraum 17 geführt, in den eine Überhitzerleitung 18 einmündet. Die
Mündungen der Rohre 16, 18 können durch einen Schieber 1g beherrscht werden. Je
nach der Stellung des Schiebers 1g tritt mehr Naßdampf oder mehr Überhitzerdampf
in den Mischraum 17.
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Die Beheizung der Rohrschlange 3 kann natürlich durch jede andere
Vorrichtung erfolgen, die sich regeln läßt.