-
Nischvorwärmer zur Speisung von Dampfkesseln mit heißem Wasser, dessen
lYlischkammer mit einer Verteilungskammer hydraulisch verbunden ist Die vorliegende
Erfindung betrifft einen Mischvorwärmer für die Speisung von Dampfkesseln, insbesondereLokomotivkesseln
mit heißem Wasser, der eine Mischkammer, in die das kalte Wasser und der Heizdampf
unter einem bestimmten Druck eintreten, und eine Verteilungskammer besitzt, die
miteinander hydraulisch verbunden sind.
-
Bei derartigen Vorwärmern ist im allgemeinen die Verteilungskammer
frei gegen die Außenluft geöffnet, und der Dampfzutritt in die Mischkammer erfolgt
durch einen Regler so, daß der Druck in der Mischkammer ständig niedrig genug gehalten
wird, um zu verhindern, daß Wasser durch die hydraulische Verbindung hindurchgedrückt
wird.
-
Es hat sich nun herausgestellt, daß die Vorwärmung beträchtlich vermehrt
werden kann, wenn man die hydraulische Verbindung so vorsieht, daß die Mischkammer
stets nahezu wasserleer ist. Unter solchen Bedingungen hat der Heizdampf jedoch
die Möglichkeit, in die Verteilungskammer zu gelangen, aus der er in die Atmosphäre
entweichen würde.
-
Gemäß der Erfindung können die beiden Kammern den Dampf für die Vorwärmung
unter Druck enthalten; dabei wird die hydraulische Verbindung ständig umgesteuert,
um die Mischkammer stets nahezu wasserleer zu halten, und der Teil der Verteilungskammer,
der überschuß an warmem Wasser besitzt, ist mit irgendeiner Vorrichtung ausgestattet,
die den Wasserabfluß ohne Dampfverlust ermöglicht.
-
Ist der Heizdampfdruck nicht sehr hoch oder steht ein der Höhe nach
entsprechender Raum zur Verfügung, so kann die Verteilungskammer einfach mit der
Außenluft durch eine zweite Leitung mit Wasserdichtung verbunden werden, welche
.eine genügende Spiegelsenkung zum Ausgleich des Dampfdruckes ermöglicht.
-
Zweckmäßig gelangt in jedem Falle eine Einrichtung zur Anwendung,
deren Arbeiten sich auf den Unterschied der Dichten des Wassers und des Dampfes
gründet und die beispielsweise ein in einer Wasserablaßleitung angeordnetes Ventil
aufweist, dessen eine Seite einem Druck ausgesetzt ist, der nur von dem jederzeit
in der Verteilungskammer herrschenden Druck abhängig ist, während die andere Ventilseite
einen Druck erfährt, der zugleich von dem in der Verteilungskammer herrschenden
Druck als auch von dein Gewicht der in der Wasserablaßleitung
befindlichen
Wassersäule abhängt, so daß das Ventil sich selbständig schließt, sobald der Wasserspiegel
unterhalb einer bestimmten Grenze sinkt.
-
Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung,
welche auf die Ausführungsbeispiele veranschaulichenden Zeichnungen Bezug nimmt.
Es stellen dar die Abb. i und 2 zwei Ausführungsformen der Erfindung, bei Verwendung
einer U-förmigen Leitung, die Abb.3 und ¢ ähnliche Ansichten, in denen jedoch die
U-förmige Leitung durch ein ausgeglichenes Ventil ersetzt ist, die Abb. 5 eine Ausführungsform
des Ventils im Schnitt, die Abb. 6 schaubildlich eine weitere Bauart des in Abb.
3 verwendeten Ventils, die Abb.7 eine Ausführungsform, bei welcher das Ventil durch
eine Membran ersetzt ist, die Abb.8 eine Vorrichtung zur Begrenzung des Wasseraufstiegs
in der Mischkammer,. die Abb. 9 schaubildlich die Gesamtansicht einer abweichenden
Ausführungsform der Anlage, die Abb. io eine abweichende Ausführungsform des ausgeglichenen
Ventils in grö-IJerem Maßstab, im Schnitt, die Abb. i i eine weitere Ausführungsart
der Erfindung in größerem Maßstab, im Schnitt, und die Abb. i2 eine Übersicht dieser
Ausführungsform.
-
Wie aus Abb. i ersichtlich, weist der Vorwärmer zwei Körper 1, 2 auf,
deren einer, der Körper i, als Mischkammer und der zweite, 2, als Verteilungskammer
dient. Der Heizdampf gelangt durch die Düse 3, nachdem er den Entöler 4 durchquert
hat, während das kalte Wasser bei 5 durch eine Pumpe 6 eingespritzt wird, deren
Speisung durch eine zum Kaltwasserbehälter (z. B. den Lokomotivtender) führende
Leitung 7 bewirkt wird. Die beiden Körper sind untereinander durch ein Rohr 8 verbunden,
dessen unteres Ende in eine Vertiefung i9 des Bodens i mündet.
-
Das warme Wasser wird bei 9 im Körper 2 von einer Pumpe io entnommen,
welche es durch eine Leitung i i in den Kessel drückt; der Wasserüberschuß fließt
in die Abteilung 12 über. Die beiden Körper 1,:2 sind in ihren oberen Teilen mit
je einer kleinen Öffnung 13 bzw. 14 versehen, deren Bemessung derart ist, daß die
aus dem Wasser, in dein Maße, wie es erwärmt wird und kreist, entweichenden Gase
nach außen abziehen können, ohne aber einen merklichen Heizdampfverlust zu verursachen.
Die überlaufabteilung 12 wird durch ein U-förmiges Rohr 15 mit einem Behälter 16
verbunden, welcher bei 17 nach außen offen ist und entweder einen Teil' des Körpers
2 bildet oder als unabhängiger Behälter ausgebildet ist.
-
Der Behälter 16 ist überdies durch eine Entleerungsleitung 18 mit
der Saugleitung 7 der Kaltwasserpumpe 6 verbunden.
-
Wie zu ersehen ist, ist der Vorwärmer innen dicht, mit Ausnahme der
Öffnungen 13, 14, durch die der Dampf in einer vernachlässigbaren Menge austritt-.
Unter diesen Umständen wird während des Betriebes das Wasser im Körper i durch Vermischen
mit Dampf erhitzt, wobei sich das erwärmte Wasser am Körperboden und in der Vertiefung
i9 sammelt; infolge des Dampfdruckes steigt das Wasser im Rohr 8 und fließt in den
Körper 2 über. Das Rohr g bildet hierbei eine hydraulische Verkupplung zwischen
den beiden Körpern. Vom Behälter 2 wird das Wasser durch die Heißwasserpumpe entnommen,
und der Überschuß tritt durch das U-förmige Rohr 15 in den nach außen offenen Behälter
16 über, aus dem er in die Leitung 7 der Kaltwasserpumpe zurückfließt. Ist der Dampfdruck
im Körper i höher als jener, der der Höhe der Verbindungsleitung 8 entspricht, so
dringt auch der Dampf in den Körper :2 ein, kann aber nur durch das U-förmige Rohr
15 entweichen, so daß eine entsprechende Spiegelverschiebung im Rohr erfolgt, so
daß beispielsweise der Wasserspiegel bis a-a reicht. Der Vorwärmer kann also den
Dampf bei einem Höchstdruck verwenden, welcher der Summe der Höhen der durch die
Rohre 8, 15 gebildeten hydraulischen Anschlüsse entspricht.
-
Man kann demnach den Heizdampf mit einem beträchtlich höheren Druck,
als er bei Nichtvorhandensein des Rohres 15 zulässig wäre, verwenden, so daß man
entsprechend die Wassertemperatur, ohne jeden Verlust durch Dampfausströmung nach
außen, erhöhen kann.
-
Eine derartige Einrichtung ist besonders zweckmäßig, wenn der verwendete
Dampf in den Vorwärmen stoßweise gelangt, wie dies z. B. bei dem von den Maschinenzylindern
herrührenden oder von Hilfsinaschinen, wie Wasserpumpe, Luftpumpe usw., stammenden
Abdampf der Fall ist. In solchen Fällen wird nämlich bei jedem Dampfstoß das am
Boden des Körpers i angesammelte heiße Wasser durch das Rohr 8 in den Körper 2 getrieben,
wodurch gleichfalls das Wasser aus der Abteilung 12 z. B. bis zur Höhe a-a im Rohr
15 gedrückt wird. Der Körper i wird ständig ganz oder zum
Teil von
Wasser entleert, so daß der ganze Fassungsbereich desselben für die Kaltwasser-
und Dampfmischung gebraucht wird; die Vorrichtung arbeitet so unter den günstigsten
Bedingungen zur Sicherung der größten Wassererwärmung. Da überdies die im Körper
i erwärmte Wassermenge vernachlässigbar ist, so beeinflussen Scilwankungen dieser
Menge die Temperatur des vorgewärmten Wassers nicht, so daß sie ganz gleichmäßig
bleibt.
-
Die durch das Rohr 15 gebildete hydraulische Verbindung wirkt gleichfalls
als Dämpfer der Dampfstöße, da die im Rohr befindliche Wassermasse Schwingungen
im Rohrinnern unterworfen ist, so daß infolge der Trägheit dieser Masse der Heizdampfdruck
ein wenig höher als der der größten Wasserspiegelverschiebung im Rohr 15 entsprechende
theoretische Druck sein kann, ohne daß ein Dampfverlust zu befürchten wäre.
-
Überdies, selbst wenn zufällig die hydraulische Verbindung im Rohr
15 verschwenkt wird, so daß der Dampf nach außen entweicht, so wird er bei 17 in
die Atmosphäre abgeleitet, ohne daß irgendwelche nachteiligen Wechselwirkungen in
der Saugleitung der Kaltwasserpumpe sich einstellen.
-
Der Vorwäriner kann natürlich abweichend von der in Abb. i dargestellten
Ausführungsform gestaltet sein. So kann er beispielsweise nur einen Körper (Abb.
2) aufweisen, derart, daß die hydraulische Verbindung zwischen der .Mischkammer
21 und der Verteilungskammer 22 mittels zweier Scheidewände 23, 2.1. bewirkt wird.
Die Wirkungsweise sowie die erzielten Vorteile sind genau die gleichen wie im vorigen
Falle.
-
Selbstverständlich können auch zahlreiche bauliche Abänderungen am
Vorwärmer vorgenommen werden. So können beispielsweise Abführungseinrichtungen beliebiger
Art im U-förmigen Rohr vorgesehen werden, «-elche die unvermitteltenWirkungen derDampfstöße
noch weiter zu dämpfen gestatten.
-
Ist der Druck des Heizdampfes verhältnismäßig hoch und verfügt man
nicht über einen genügenden Raum zur Unterbringung eines U-förmigen Rohres entsprechender
Länge, so gelangt zweckmäßig ein ausgeglichenes Ventil, etwa gemäß Abb. 3, zur Anwendung;
der Vorwärmer ist hierbei ähnlich dem nach Abb. i. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen
gleiche Teile.
-
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich vom Boden der Abteilung
12 die beiden Schenkel 25, 26 eines U-förmigen Rohres, dessen einer Schenkel am
unteren Ende einen kleinen Zylinder 27 bildet, in welchem ein das Ventil bildender
Kolben von bestimmtem Gewicht verschiebbar ist. Derselbe ist, wie aus Abb.5 hervorgeht,
zweckmäßig hohl, so daß er eine veränderliche Belastung durch Blei o. dg1. zwecks
Änderung seines den jeweiligen Umständen angepaßten Gewichtes aufnehmen kann. Seitlich
mündet in den Zylinder 27 ein Rohr 29, das beispielsweise den oberen Teil des Zylinders
27 mit einem bei 17 mit der Atmosphäre verbundenen Behälter 16 verbindet.
-
Bei einer derartigen Bauart füllt das in der Abteilung 12 befindliche
Wasser die beiden Schenkel 25, 26 des U-förmigen Rohres, so daß die beiden Seiten
des Kolbens 28 entgegengesetzten Druckkräften unterworfen sind, welche dem in der
Abteilung 12 herrschenden Dampfdruck, vermehrt um das Gewicht der in dem einen Schenkel
25 bzw. in dem anderen, 26, befindlichen Wassersäule, gleich sind. Liegt
der Kolben am Zylinderboden auf, so stellt er die Verbindung zwischen dein Schenkel
25 und dem Rohr 29 her. Das den Boden der Abteilung 12 dekkende Wasser wird durch
den Dampf durch den Schenkel 25 und das Rohr -29 getrieben und gelangt in den Behälter
16, dem es durch eine Leitung 18 zu irgendwelchem Gebrauchszweck entnehmbar ist;
insbesondere kann dieses Wasser zu einem Saugkasten 3o zurückkehren, der in die
Einlaßleitung 7 der Kaltwasserpumpe 6 eingebaut ist.
-
Ist das gesamte Wasser ausgeflossen, so füllt der Dampf der Abteilung
12 den Schenkel 25; nunmehr ist die Belastung auf der oberen Seite des Kolbens
28 um das Wassergewicht vermindert, während die Belastung auf der unteren Seite
die gleiche geblieben ist, da infolge des Umstandes, daß der Kolben 28 den unteren
Teil des Zylinders 27 absperrt, der Schenkel 26 mit Wasser gefüllt bleibt.
Das Kolbengewicht wird derart bestimmt, daß der Kolben in diesem Augenblick unter
der Wirkung der im Schenkel 26
befindlichen Wassersäule emporsteigt und den
Schenkel --5 absperrt, so daß der die Abteilung 12 und den Schenkel 25 füllende
Dampf nicht entweichen kann.
-
Sammelt sich sodann das Wasser weiter in der Abteilung 12 an, so sinkt
es wieder in den Schenkel -25, und ist dieser von neuem gefüllt oder hat der Wasserspiegel
in ihm eine genügende Höhe erreicht, so sinkt wieder der Kolben 28 nieder, so daß
das Wasser abgeleitet wird und so weiter. Die Vorrichtung arbeitet demnach wie ein
selbsttätiger Ablaßhahn und verhindert jeden Dampfverlust.
-
Natürlich kann der Durchmesser des Schenkels des U-förmigen Rohres
größer als der des Schenkels 26 sein, so daß eine rasche
Wasserableitung
gesichert wird; entsprechend dieser Abmessung bestimmen sich auch die Kolbenbemessungen
und sein Gewicht.
-
Der Heizdampf kann entweder vom Auspuff der Maschine oder von einem
Zwischenbehälter, dem sogenannten Aufnehmer, herrühren, wenn die Maschine bei mehrfacher
Ausdehnung des Dampfes arbeitet; der Körper i kann gleichfalls bei 34 und 35 den
Abdampf von Hilfsmaschinen, wie z. B. der Wasserpumpe, der Luftpumpe usw., zugeführt
erhalten. Die Anwendung des ausgeglichenen Ventils gemäß Abb.5 weist in diesem besonderen
Falle sehr wesentliche Vorteile auf.
-
Die verschiedenen für die Wasserwärmung verwendeten Dämpfe erzeugen
nämlich im Körper i heftige Schwankungen. Bei jeder Schwankung wird das am Behälterboden
befindliche erwärmte Wasser durch das Rohr 8 in den Körper 2 getrieben, so daß der
durch das im letzteren befindliche Wasser gebildete hydraulische Abschluß verschwenkt
wird, so daß Dampf sich im Körper 2 ausbreitet, den Wasserüberschuß durch die Rohre
25, 29 treibt und durch seinen Druck die Füllung jedes Zylinderraums der Pumpe mit
heißem Wasser sichert. Dieser Dampf kann zur Atmosphäre nicht entweichen, da der
Kolben 28 den Schenkel 25 sperrt, sobald der Überschuß heißen Wassers abgeleitet
ist.
-
Man ersieht demnach, daß man derart die gesamte von der Heißwasserpumpe
nicht aufgenommene Wassermenge nach außen ablassen kann, unbeschadet der Druckhöhe
des zur Vorwärmung verwendeten Dampfes, ja daß sogar als Vorwärmdampf Frischdampf,
der sich unter Kesseldruck befindet, verwendet werden kann, ohne daß Dampfverluste,
die besonders im letzteren Falle nachteilig wären, zu befürchten wären.
-
Ferner folgt aus dem Umstand, daß die durch das Rohr 8 gebildete hydraulische
Verbindung bei jedem Dampfstoß ohne Dampfverlust verschwenkt wird, daß der Körper
i nie eine merkliche Wassermenge enthält. So ist der ganze Raum des Körpers i frei
und kann zur innigen Mischung von kaltem Wasser und Dampf unter Druck verwendet
werden, welcher Umstand zur Erzielung der größten V orwärmung außerordentlich günstig
ist. überdies ist die erhaltene Temperatur gleichmäßig, da sie nicht von einer etwaigen
Änderung der Wassermenge im Körper i bzw. des Inhaltes dieses Körpers abhängt.
-
Die Abb.4 stellt einen Mischvorwärmer dar, welcher dem nach Abb.2
ähnlich ist, d. h. nur einen einzigen Körper 4o aufweist, in welchem der die Mischkammer
21 von der Verteilungskammer 22 trennende hydraulische Abschluß durch zwei Scheidewände
23, 24 gebildet wird. Die Wirkungsweise ist genau die gleiche wie beim Vorwärmer
nach Abb. 3, und alle durch den letzteren gebotenen Vorzüge finden sich auch bei
der Ausführungsform nach Abb.4 vor.
-
Das ausgeglichene Ventil gemäß Abb.3 und 4 kann, wie schaubildlich
in Abb. 6 angedeutet, geändert werden. Vom Boden der Abteilung 12 der Kammer 2 erstreckt
sich ein zur Ableitung des Wasserüberschusses dienendes Rohr 25a, das im unteren
Teil in einen kleinen Zylinder 27a ausläuft, in welchem sich ein ein Ventil bildender
Kolben 28a bestimmten Gewichtes verstellen kann. Seitlich mündet in den Zylinder
ein Rohr 2911, das den Zylinder mit einem Behälter 16 verbindet. Der letztere steht
unter beliebigem Druck oder ist, wie bei 17 angedeutet, mit der Atmosphäre verbunden.
In den oberen Teil des Zylinders 27a mündet ein Rohr 26a, das an eine oberhalb des
höchsten Flüssigkeitsspiegels in der Kammer 2 gelegene Stelle angeschlossen ist.
-
Wie man ersieht, sind gemäß dieser Einrichtung beide Flächen des Kolbens
2811 in entgegengesetzten Richtungen wirkenden Druckkräften ausgesetzt, welche dem
Dampfdruck in der Kammer 2 bzw. dem um das Gewicht der im Rohr 25a befindlichen
Wassersäule vermehrten Dampfdruck gleich sind. Unter der Wirkung des Gewichtes dieser
Flüssigkeitssäule wird der Kolben im Zylinder gehoben und stellt die Verbindung
zwischen dem Rohr 25a und dem Rohr 29a her, wodurch die am Boden der Abteilung 12,
befindliche Flüssigkeit durch den unter Druck befindlichen Dampf durch die Rohre
25a, 29a getrieben wird und in dem Behälter 16 anlangt, aus welchem sie durch das
Rohr 18 zu einem beliebigen Gebrauch entnommen werden kann. Ist die gesamte Flüssigkeit
ausgeflossen, so sinkt der Wasserspiegel in der Abteilung 12 und im Rohr 25a, so
daß der Druck auf die untere Fläche des Kolbens 2811 vermindert ist. Die Folge ist,
daß der Kolben 28a sich senkt und die Verbindung zwischen dem Rohr 25a und dem Rohr
29a unterbricht. Der die Kammer 2 füllende Dampf kann demnach nicht entweichen.
-
Sammelt sich die Flüssigkeit weiter in der Abteilung 12 an, so steigt
der Spiegel im Rohr 25a und in dieser Abteilung, so daß der Kolben 28a sich wieder
hebt, wodurch die Flüssigkeit abgeleitet wird und so weiter.
-
In allen Fällen ist es möglich, den Kolben 28,1 durch ein beliebiges
Absperrglied, insbesondere aber durch eine Membran oder Haut 6o, wie sie etwa in
Abb. 7 dargestellt ist, zu ersetzen. Die Membran befindet sich in einer Kammer 61,
die sie in zwei dichte
Abteilungen teilt, deren eine an das Rohr
25a und die andere an das Rohr 26a der Abb. 6 oder an das Rohr 26 der Abb. 3 angeschlossen
ist. Gegenüber der Mündung des Rohres 29a trägt die Membran eine Spitze 62 o. dgl.,
deren Verstellungen durch die Durchbiegung der Membran infolge der Änderungen der
auf die beiden Seiten derselben sich äußernden Druckkräfte verursacht sind. Die
Membran kann durch eine elastische Wand, eine Kapsel, ein Aneroid usw. ersetzt werden.
-
Um geringfügige Störungen zu vermeiden, die durch Ansammeln von Niederschlagswasser
auf dem oberen Teil des Kolbens 28a oder auf einer Seite der Membran 6o sich einstellen
könnten, wird ein beliebiger, gegebenenfalls selbsttätiger Ablaß vorgesehen.
-
Gemäß Abb.6 besteht dieser Ablaß einfach aus der Öffnung 63, welche
den Zylinder 27a mit der Atmosphäre in Verbindung setzt. Da sich die Flüssigkeit
fortgesetzt in der Kammer 12 ansammelt, so nimmt der Kolben 28a normal eine erhöhte
Lage ein, in der die Verbindung zwischen dem Rohr 25a und dem Rohr 29a hergestellt
ist. In dieser Lage deckt der Kolben 2811 die Ablaßöffnung 63, wodurch jeder Dampfverlust
vermieden wird. Wenn aus irgendeinem Grunde der Spiegel zufälligerweise in der Abteilung
i2 sinkt, senkt sich der Kolben 2811 und legt die Ablaßöffnung 63 bloß, so daß die
Flüssigkeit, die sich niedergeschlagen hat, austreten kann. Da die Zeiträume, innerhalb
welcher der Flüssigkeitsspiegel sich in der Abteilung 12 zu senken sucht, verhältnismäßig
kurz sind und die Öffnung 63 einen kleinen Durchmesser hat, so ist der Dampfverlust
durch diese Öffnung vernachlässigbar.
-
Zu bemerken ist, daß selbst wenn angenommen wird, daß sich der Flüssigkeitsspiegel
in der Kammer i während einer verhältnismäßig langen Zeit nicht senkt, ein Zeitpunkt
eintreten wird, in welchem das Gewicht des :Niederschlagswassers oberhalb des Kolbens
28a einen Wert erreichen wird, welcher zur Senkung des Kolbens und zur Freilegung
der Öffnung 63 genügen wird. Das Niederschlagswasser wird in diesem Augenblick durch
diese Öffnung ausgetrieben, so daß der hierdurch unmittelbar erleichterte Kolben
28a in seine normale Lage zurückkehrt. Diese selbsttätige Ablaßvorrichtung kann
durch jede andere gleichwertige Vorrichtung ersetzt werden.
-
Bei der Ausführungsform gemäß Abb.7 besteht die Ablaßvorrichtung aus
einem einfachen Hahn 64., welcher im erforderlichen Zeitpunkt unmittelbar von Hand
oder unter Vermittlung entsprechender Übertragungsglieder gesteuert wird.
-
In jedem Falle kann, unbeschadet der Art des verwendeten Vorwärmers,
das v orbeschriebene U-förmige Rohr oder eine ähnliche Vorrichtung als Sicherheitsvorrichtung
zur Vermeidung der Verlegung der Mischkammer, wie beispielsweise in Abb.8 angedeutet,
verwendet werden. Das Rohr besteht in diesem Falle aus zwei Schenkeln 25v, 26b,
deren ersterer im Innern des Vorwärmers bis zu einer Höhe reicht, die die normale
Höhe des heißen Wassers überragt, aber tiefer als die Dampfzuführungsdüse 3 bzw.
deren Scheitel mündet.
-
Bei dieser Bauart ist der Schenkel 25b normal mit Dampf gefüllt, so
daß der Kolben 28b in seiner oberen Lage verweilt und den Dampf am Entweichen hindert.
Arbeitet aber beispielsweise die Heißwasserpumpe schlecht oder steigt der Wasserspiegel
im Vorwärmer und überschreitet die obere Mündung des Schenkels 25b, so ergießt sich
der Wasserüberschuß in das Rohr 25b und füllt es. Hat der Spiegel im Rohrschenke125b
eine genügende Höhe erreicht, so fällt der Kolben 28b zurück, wobei der Wasserüberschuß
frei durch das Rohr 5o abgeleitet wird. Das letztere kann gegebenenfalls an das
Rohr i8 angeschlossen sein.
-
Bei Anwendung an Vorwärmer gemäß Abb.3 und q. mündet natürlich das
U-förmige Rohr 25b, 26b entweder in den Körper i (Abb. 3) oder in die Mischkammer
2i des einheitlichen Körpers 40 (Abb. q.).
-
Man kann auch den beschriebenen Vorwärmern Ausgleichsventilvorrichtungen
nach Art der Abb.3 und 6 zur Ableitung des Niederschlagswassers oder des in der
Kammer 36 (Abb. 8) sich ansammelnden Öls hinzufügen, indem man eine Verbindung zwischen
dem Boden des Körpers i und der Heizdampfentölungskammer 36 durch ein dem Rohr 25
ähnliches Rohr, das in den Boden der Kammer 36 mündet, sowie durch ein dem Rohr
26 ähnliches und in den Boden des Körpers i mündendes Rohr herstellt (nicht dargestellt).
Bei normalem Betrieb ist der Schenkel 25 mit Dampf und der Schenkel 26
mit
Wasser gefüllt, so daß sich der Kolben in der Absperrlage befindet. Sowie sich aber
durch den nach und nach am Boden der Kammer 36 erfolgenden Ölniederschlag und den
sich gegebenenfalls einstellenden Dampfniederschlag das Rohr 25 sich nach und nach
füllt, so daß es zuletzt ganz voll wird, sinkt der Kolben 28 nieder und läßt diese
Flüssigkeit durch ein geeignetes Rohr entweichen. Selbst wenn sich der Vorwärmer
so füllt, daß das heiße Wasser in die Düse 3 überfließt, gelangt es in die Kammer
36 und füllt das Rohr 25; der Kolben 28 fällt zurück und sichert die Ableitung dieses
Wassers ohne Dampfverlust.
Zu bemerken ist, daß bei den beschriebenen
verschiedenen Vorwärmern die Durchmesser der Schenkel 25, 25a oder 25v des
V-förmigen Rohres derart gewählt werden können, daß sie die Ableitung eines großen
Heißwasserüberschusses ermöglichen. Hieraus folgt, daß das Arbeiten der Vorrichtung
zum Einspritzen kalten Wassers in den Vorwärmer vom Arbeiten der Heißwasserpumpe
unabhängig erfolgen kann, unter der einzigen Bedingung, daß die in den Vorwärmer
eingelassene Menge kalten Wassers zum mindesten der Höchstleistung der Heißwasserpumpe
gleich ist, so daß die Entwässerung der letzteren vermieden wird.
-
Insbesondere ist es möglich, an Stelle einer Kaltwasserpumpe eine
Strahlpumpe zu verwenden, die vermittels des Abdampfes der Maschine oder einer Hüfsmaschme
betrieben wird.
-
Die Erfindung ist auf die oben beschriebenen und dargestelltenAusführungsbeispiele
nicht beschränkt. Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 kann der Behälter 16 von dem
Vorwärmerkörper 2 vollständig unabhängig sein und eine ganz. beliebige Lage mit
Bezug auf den Vorwärmer einnehmen. Desgleichen kann das U-förmige Rohr mehr oder
weniger weit offen sein, seine Schenkel können beliebig bemessen und gestaltet sein,
der Kolben 28 kann durch ein beliebiges, gleichwertiges Absperrglied, wie z. B.
Ventil, Klappe usw., ersetzt sein. Bei den verschiedenen, oben angedeuteten Ausführungsformen
kann der Schenkel ?-6 des U-förmigen Rohres durch ein Rohr ersetzt sein, welches
den Dampf der unteren Kolbenfläche zuführt, wobei das Gewicht der in diesem Schenkel
enthaltenen Wassersäule durch eine geeignet gespannte Feder ersetzt wird, die auf
die gleiche Kolbenfläche wirkt. Schließlich können die Einrichtungen gemäß den Abb.
6 und 7 bei jeder der beschriebenen Anwendungsarten benutzt werden.
-
Bei den vorigen Anordnungen wurde angenommen, daß der Wasserüberschuß
der Verteilungskammer in einen nach außen offenen Behälter 16 geleitet wird und
hierauf in die Einlaßleitung der die Strömung unterhaltenden Pumpe zurückkehrt.
Es wurde gleichfalls darauf verwiesen, daß dieser mit der Außenluft verbundene Behälter
mit Bezug auf den in die Einlaßleitung der die Kreisung unterhaltenden Pumpe eingeschalteten
Saugkasten 30 höher gelegen ist.
-
Es hat sich herausgestellt, daß die Anlage wesentlich vereinfacht
werden kann. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung entfällt der Behälter
16, und der Wasserüberschuß wird unmittelbar in den Saugkasten 30 geleitet,
der mit einem die Verbindung mit der Atmosphäre herstellenden Rohr in diesem Falle
ausgestattet ist.
-
Diese Anordnung ist schematisch in Abb.9 dargestellt, welche eine
der Abb.3 ähnliche Anlage zeigt, in der nur der linke Teil in nachstehender Weise
geändert ist.
-
.In den Boden der Abteilung 12 der Verteilungskammer 2 mündet das
den Wasserüberschuß ableitende Rohr 25a, welches am unteren Ende den kleinen Zylinder
27a aufweist. Seitlich mündet in den Zylinder ein Rohr 9i, das ihn mit dem Saugkasten
30 verbindet, welcher durch ein entsprechend hoch sich erstreckendes Rohr 8o mit
der Atmosphäre verbunden ist. In dem oberen Teil des Zylinders 27a mündet das Rohr
26a, welches an die Kammer 2 an einer oberhalb des höchsten Flüssigkeitsspiegels
in derselben gelegenen Stelle, ähnlich wie in Abb.6, angeschlossen ist.
-
Man ersieht, wie vorher, daß unter Wirkung des Gewichtes der Flüssigkeitssäule
im Rohr 2511 der Kolben 28a gehoben wird und die Verbindung zwischen den Rohren
25a, 9i herstellt. Durch den unter Druck befindlichen Dampf wird das in der Abteilung
l11 vorhandene Wasser durch die Rohre 25a, 9i getrieben und gelangt in den Saugkasten
30, aus dem es durch die Pumpe 6 aufgenommen wird. Hört die Überleitung des Wassers
in die Abteilung 12 auf, so senkt sich in derselben sowie im Rohr 2;11 der Wasserspiegel,
so daß sich auch der Kolben 28a seinerseits senkt und die Verbindung zwischen den
Rohren z 511, 91 unterbricht. Der die Kammer 2 füllende Dampf kann demnach nicht
entweichen.
-
Die Abb. io veranschaulicht den Zylinder 27a, dessen Anschlüsse 72,
73 und 74. mit den Rohren 26a, 9i und z511 verbunden sind. Das Ventil 28a gleitet
in einer Hülse 77. Eine kleine Ablaßöffnung 75 (z. B. von 5 mm Durchmesser) ermöglicht
den Ausfluß des niedergeschlagenen Dampfes der Leitung 2611, so daß eine nachteilige
Beeinflussung der Wirkungsweise des Ventils durch das Gewicht dieses Niederschlagswassers
vermieden wird. Der Dampfverlust durch diese Öffnung ist vernachlässigbar.
-
Es wurde festgestellt, daß wenn sich beim geschlossenen Regler der
Druck in der Kammer 2 vermindert, Undichtigkeiten sich unvermeidlich zwischen dem
Ventil 28a und der Wandung des Zylinders 27a einstellen. Es steigt dann unreines,
vom Tender herrührendes Wasser oberhalb des Ventils infolge der statischen Belastung
auf. Dieses unreine Wasser, das bei der neuerlichen Füllung der Abteilung 12 und
des Rohres 26a mit Dampf erhitzt wird, setzt einen Kesselsteinniederschlag ab, welcher
die Ablaßöffnung 75 verlegen kann.
Uin diesen übelstand zu vermeiden,
weist die Hülle 77, in der das Ventil 28a gleitet, eine ringförmige Nut 78 auf,
welche durch eine Öffnung 79 großen Querschnittes mit der Atmosphäre verbunden ist.
Auf diese Weise wird'das oberhalb des Ventils bei geschlossenem Regler zu steigen
suchende Wasser unmittelbar durch die Öffnung 79 abgeführt.
-
Die oben beschriebenen Ventil- und Ablaßeinrichtungen für das Rohr
2611 können jede der vorbeschriebenen, diesbezüglichen Einrichtungen ersetzen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Wasserüberschuß
unmittelbar in eine der Saugkammern der doppelt wirkenden Kaltwasserpumpe geleitet
«erden, deren andere Saugkammer in diesem Falle ausschließlich mit kaltem `'Wasser
einer Kaltwasserquelle gespeist wird.
-
Die letztere Lösung weist außer ihrer Einfachheit wesentliche, im
nachstehenden angeführte Vorteile auf.
-
Diese Einrichtung ist beispielshalber in den Abb. i i und 12 dargestellt.
Gemäß dieser Bauart mündet das zur überlaufabteilung 1a der Verteilungskammer E
führende Rohr 25,1 (Abb. 9) in den Boden des Zylinders 27a, wie in Abb. 6 dargestellt.
Der Zylinder weist einen Rohranschluß 8o auf, der in eine ringförmige Nut 81 des
Zylinders einesteils und in den Boden einer Kaltwasserpumpe 6 anderenteils mündet
und ein Rückschlagventil 82 enthält. das den Wasserübertritt in den Zylinder 27a
verhindert. Die Kaltwasserpumpe 6 (Abb. 12) weist einen doppelt wirkenden Kolben
83 auf, welcher zwei Abteilungen 88, 89 trennt; in die letzteren münden Saugrohre
86, 87, die an eine zur Kaltwasserquelle führende Leitung (Abb. 9) angeschlossen
sind. Von den Abteilungen 88, 89 zweigen Rohre 8..1, 85 ab, «-elche an eine Leitung
511 angeschlossen sind, die in ein gelochtes Rohr 5 (Abb. 9) in der Mischkammer
ausläuft.
-
Das ausgeglichene Ventil 2811 wirkt wie im vorigen Falle, d. h. gestattet
den Ausfluß des Wasserüberschusses durch das Rohr 25a und den Rohranschluß 8o, sobald
sich das Rohr 25a mit Wasser füllt, sperrt aber dieses Rohr ab, sobald es leer oder
beinahe von Wasser entleert ist.
-
Im letzteren Falle arbeitet die Pumpe 6 wie in den vorbeschriebenen
Anlagen, wobei insbesondere die Kammer 9ci kaltes Wasser durch die Abzweigung 87
ansaugt und durch die Abzweigung 85 drückt.
-
Sammelt sich ein Wasserüberschuß im Rohr 2,511 an, so öffnet sich
das Ventil und die Kammer 89 saugt einesteils heißes Wasser bei 8o und anderenteils
kaltes Wasser bei 87 an. Das heiße und das kalte Wasser vermischen sich in veränderlichen
Verhältnissen, In jedem Falle arbeitet die Kammer 88 fortgesetzt normal, selbst
wenn die Füllung der Kammer 89 infolge der hohen Temperatur des heißen vom Rohr
25a anlangenden Wassers unvollständig ist, da die Kammer 88 ausschließlich kaltes
Wasser, das von der Kaltwasserquelle durch das Rohr 7 und die Abzweigung 86 anlangt,
ansaugt.
-
Diese Anordnung gestattet, einen Nachteil zu vermeiden, der sich bei
den vorbeschriebenen Einrichtungen (Abb. 3, 9) ergeben kann, wenn der Heizdampf
eine sehr hohe Temperatur aufweist. Es kann sich nämlich ereignen, daß in diesem
Falle das heiße mit sehr hoher Temperatur durch das Rohr 18 (Abb.3) oder 9i (Abb.9)
in den Saugkasten 30 fließende Wasser unmittelbar durch die Kaltwasserpumpe
angesaugt wird, ohne sich in genügender Menge dem kalten Wasser beizumengen. Das
Ansaugen dieses sehr heißen Wassers hätte das Abstellen der Kaltwasserpumpe, das
Leeren des Vorwärmers und folglich die Außerbetriebsetzung der Heißwasserpumpe zur
Folge.
-
Dieser übelstand wird durch die beschriebene Einrichtung vermieden,
da mindestens eine der beiden Kammern 88, 89 nicht Gefahr läuft, sich zu entwässern,
und in jedem Falle den Vorwärmer fortgesetzt weitersp:eist. Sobald der Heißwasserüberschuß
der Abteilung z-2 durch die Pumpe 6 gänzlich angesaugt ist, saugt die Kammer 89
von neuem kaltes Wasser an. Sollte sie sich entwässert haben, so ist der Entwässerungszeitraum
in jedem Falle sehr kurz, und es ist sehr leicht, die vollständige Entleerung des
Vorwärmers durch die Heißwasserpumpe während dieses kurzen Entwässerungszeitraumes
der Kamnier 89 zu verhindern, indem man der Abteilung 9o des Vorwärmers, von der
die Einlaßleitung 9 der Heißwasserpumpe abzweigt, eine genügende Fassung gibt.
-
Die Anordnung des Ventils gemäß Abb. i i kann offenbar durch irgendeine
der vorbeschriebenen Anordnungen ersetzt werden.