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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Verteilung des Heizgasstromes
über Gitterwerke von Wärmespeichern Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur
selbsttätigen Regelung der Verteilung des Heizgasstromes über Gitterwerke von Wärmespeichern
mit mehreren Kammern, die unterhalb der das Gitterwerk tragenden Grundplatte oder
des entsprechenden Rostes angeordnet sind und deren zum Abzugskanal führende Auslässe
zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung der Heizgase über das Gitterwerk durch
Drosselglieder einstellbar sind. Bei solchen bekannten Anlagen läßt sich dann durch
Einlegen von Drosselsteinen der Strömungswiderstand in beliebigen Auslässen steigern,
so daß die zugehörigen Kammern und Gitterwerksabschnitte weniger Gas durchlassen.
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Zweck des Erfindungsgegenstandes ist es, eine fortlaufende Regelung
im Sinne eines ununterbrochen arbeitenden Betriebsvorganges herbeizuführen, um nicht
nur die infolge der gegebenen baulichen Verhältnisse vorhandene, mehr oder weniger
ungleichmäßige Verteilung des Gasstromes an sich, sondern auch die während der Heizzeit
in der Verteilung auftretenden Verschiebungen von der Regelvorrichtung auszugleichen.
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Gemäß der Erfindung dienen bei einer solchen Anlage zur Verstellung
der Drosselglieder in den Auslaßkanälen der Kammern angeordnete temperaturempfindliche
Steuerkörper, die, beeinflußt von den vorbeistreichenden Heizgasströmen, die Temperaturen
aller dieser Heizgasströme durch entsprechendes-Verstellen der Drosselglieder auf
gleiche Höhe einregeln.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in Anwendung
bei einem Winderhitzer in den Abbildungen dargestellt. Dabei zeigen Abb. i den aus
Stahlguß hergestellten Rost des Gitterwerkes in üblicher Ausführung, auf dem das
Gitterwerk aufgemauert ist, Abb. z eine Aufsicht auf den Rost mit den Gaskammern,
Abb.3 einen Schnitt durch den unteren Teil des'Erhitzers und Abb. 4. eine Steuervorrichtung.
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Die Unterseite des Rostes besitzt mehrere Rippen, wodurch seine Fläche
in vier Abschnitte a1, a2, a.3 a4 unterteilt ist (Abb. i). An diese Rippen sind
vier nach unten konisch zulaufende Kammern b angeschlossen (Abb. 3), deren Auslässe
cl, c2, c3 und c4, bestehend aus Rohrstücken und Krümmern, nebeneinanderliegen (Abb.
z). In den Auslässen cl, c2, . . . . liegen Drosselklappen dl, d2, d3, d4. Die Rohre
cl und c2 bzw. die Rohe c3 und c4 vereinigen sich hinter den Drosselklappen dl und
d2 bzw. d3 und d4 zu je einem Rohrstück e1 bzw. e2 (Abb. :2), in denen wieder je
eine Drosselklappe f, bzw. f2 liegt. Hinter diesen Drosselklappen f1 bzw. f2 münden
die
Rohre in einen gemeinsamen Kanal g (Abb. a und 3) mit Abschlußorganen zum Kamin
und Anschluß an die Kaltwindleitun" in üblicher Ausführung.
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Durch diese Bauweise wird der.UnterF des Wärmespeichers unter dem
Rost o`r,@;,; und zugänglich; der Rost selbst wird durc°li: ' Säulen, die in den
Abb. z und 3 durch die Mittellinien lc angedeutet sind, abgestützt. Die das Gitterwerk
von oben nach unten durchströmenden Heizgase gelangen zunächst in die Rohre cl bis
c4 und vereinigen sich dann in den Rohren e1 und e2 und schließlich in dem Kanal
g.
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Die Mengen der durch die Rohre cl, c2, c3 und c4 strömenden Gase können
durch geeignete Bedienung der Drosselklappen dl, d2, d3 und cl, gegeneinander geregelt
werden. Ebenso kann durch. Bedienung der Drosselklappen f1 und f... das Durchflußmengenverhältnis
im Rohr e1 gegenüber dem im Rohr e.. verändert «erden.
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Fließt nun beispielsweise in den Abschnitten a2 und a3 infolge der
ungleichmäßigen Verteilung der Heizgase in der Kuppel mehr Gas als in den Abschnitten
a.1 und a4, so haben die aus den Kammern a;,, und tt3 austretenden Gasströme eine
höhere Temperatur als die Gase in den Kammern a1 und a4. Werden in der Folge die
Drosselklappen d2 und t13 etwas geschlossen, so muß der Durchfluß der Gase durch
die Heizkanäle über a2 und a3 sinken und über a1 und a4 steigen, wodurch ein Temperaturausgleich
zwischen den Strörnen in den Kanälen a1 und a2 bzw. a3 und a4 erreicht werden kann.
Weiter können zwiden Leitungen e1 und e2 Temperaturunterschiede vorhanden sein;
diese sind in gleicher Weise durch geeignete Bedienung der Drosselklappen f1 oder
f2 zu beseitigen.
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Die Betätigung der Drosselklappen geschieht selbsttätig in der Weise,
daß je zwei in den Abzugsrohren eingebaute Thermostaten, mittels eines Ausdehnungsgases
gegeneinandergeschaltet, die entsprechenden Drosselklappen verstellen. Solche Regelvorrichtungen
befinden sich bei der Ausführung nach Abb. r jeweils zwischen den Drosselklappen
dl und d2, d3 und d4 und f1 und f2. Abb. q, zeigt eine solche Regelvorrichtung für
die Drosselklappen dl und d2.
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In den Rohren cl, c2 befinden sich vom Gas umspülte, allseitig geschlossene
Kapseln k1 und k2 aus hitzebeständigem Metall, die zur Vermeidung großen Strömungswiderstands
linsenförmig ausgeführt sind und deren Hohlräume durch je ein dünnes Rohr h,
1, über je einen Sammelbehälter r1 und r2 mit einem ölgefüllten Zylinder
m, in dem sich ein Kolben n bewegt, in Verbindung stehen. Die Sammelbehälter r1,
r2 sind so groß bemessen, daß sie das bei der Bewegung des Kolbens verdrängte öl
aufnehmen können. Der Kol-,pen.u hat auf beiden Seiten Führungsstan-,..gen p1, P2,
die durch Stopfbüchsen ins Freie @,reten. An den beiden Kolbenstangen p1, p2 ;ind
Drahtseile befestigt, die über geeignet gelagerte Führungsrollen s1 bzw. s2 zu je
einer Radscheibe t1 bzw. t2 führen, diese umschlingen und am freien Ende ein Belastungsgewicht
v1 bzw. v2 tragen. Die Radscheiben t1, t2 greifen mit je einem Zahnkranz in die
Zahnräder w1 bzw. w, ein, welche auf den Achsen der Drosselklappen dl bzw. d2 sitzen.
Die Drosselklappen schlagen in ihrer Offenstellung an Anschläge z, bzw. N2.
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Ist beispielsweise das Gas in der Leitung cl heißer als in der Leitung
C2 (Abb.4 ), so dehnt sich die in der Kapsel k1 eingeschlossene Luft stärker
als in der Kapsel 1z2 und bewegt den Kolben n nach links. Die Schnur an der Kolbenstange
p1 dreht das Rad t1, und die Drosselklappe dl wird teilweise geschlossen, so daß
der Gasstrom in der Leitung cl gedrosselt wird. Gleichzeitig gibt das Drahtseil
zur Drosselklappe d2 nach, die sich aber nicht dreht, da sie auf dem Anschlag Z2
ruht; das Seil zwischen den Scheiben s2 und t.= hängt also schlaff bzw. es gleitet
über die Scheibe t.
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Wenn umgekehrt die Temperatur des Gasstromes in der Leitung c2 höher
ist als in der Leitung cl, so bewegt sich der Kolben n wegen der stärkeren Dehnung
der Luft in der Kapsel k2 nach rechts. Dadurch wird- das Seil über die Räder s2,
t2 gezogen, und die Drosselklappe d2 schließt sich. Der Regelvorgang spielt, bis
der Temperaturunterschied zwischen den Rohren cl und c2 ausgeglichen ist. Die beiden
Drosselklappen dl und d2 bleiben in der jetzt erreichten Stellung stehen, bis die
Wärmeverhältnisse im Speicher sich verschieben. Die Vorrichtung ist dabei so eingestellt,
daß die Drosselklappe im kältesten Rohr immer ganz geöffnet ist.
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Wenn die Drosselklappen durch Elektromotore verstellt werden, wirkt
der Kolben rr auf ein Relais, welches beim Abweichen voll der Mittelstellung des
Kolbens in an sich bekannter Weise den Motorstromkreis im Sinne der Rechts- oder
Linksläufigkeit einschaltet.
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Es findet also einerseits eine Temperaturregelung zwischen den Rohren
cl und c2 statt, ferner unabhängig davon eine gleichartige zwischen den Gasströmen
in den Leitungen es und c4. Ebenso werden die sich in den Rohren e1 und e2 vereinigenden
Gasströme durch die Drosselklappen f, und f2 unter sich auf gleiche Temperatur geregelt,
so daß die Temperaturen in den Rohren cl, c2, c3 und c4 alle auf gleiche Höhe gebracht
werden. jede Verschiebung -der Heizungsverhältnisse im Wärmespeicher macht sich
durch eine selbsttätige
Verstellung einer oder mehrerer Drosselklappen
bemerkbar, so daß aus der Stellung der Drosselklappen in jedem Zeitabschnitt der
Beheizung schon äußerlich auf den Zustand der Wärmespeicherung geschlossen werden
kann. Hierdurch lassen sich die Vberwachungsmaßnahmen erleichtern und im Laufe der
Zeit Schlüsse auf etwa zweckmäßig erscheinende bauliche Änderungen des Wärmespeichers
ziehen.
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Sollten bei einer Unterteilung des Regenerators in eine größere Zahl
von Abschnitten, wobei stets die Zusammenführung je zweier Rohre in derselben Weise
stattfindet, die Strömungswiderstände zu hoch ansteigen, so lassen sich in den@letzten
Abzugsrohren Ventilatoren einbauen. Die Abgrenzung der Abschnitte a1, a., a3 und
a4 kann ferner in anderer Form erfolgen. Es kann beispielsweise der Abschnitt
a1 den mittleren Teil des Gitterwerkes umfassen, während die Abschnitte a., ag,
a4 den ringförmigen äußeren Rand einnehmen. Dabei müssen die Flächen der Abschnitte
nicht inhaltsgleich sein.
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Die Wirkungsweise der Regelvorrichtung bezieht sich in vorliegender
Beschreibung auf die Heizperiode. Wenn der Winderhitzer auf Wind genommen wird,
bleiben- die Drosselklappen in geöffneter Stellung, da der Kaltwind in allen Rohren
gleiche Temperatur hat.
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Die Einrichtung läßt sich auch bei anderen Wärmespeichern, beispielsweise
bei den Wärmespeichern der Siemens-Martin-Ofen und anderer Ofen mit Umschaltgasfeuerung
anwenden.
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Durch die mit der beschriebenen Einrichtung erzielte gleichmäßige
Verteilung des Heizgasstromes über den ganzen Querschnitt des Wärmespeichers wird
eine bessere Wärmeausnutzung gewährleistet. Alle Speicherkanäle werden gleich gut
ausgenutzt, und die mittlere Temperatur der Abgase wird niedriger, so daß die Bauhöhe
des Speichers entsprechend verkürzt werden kann.