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Einrichtung zum selbsttätigen Regeln von Dampferzeugungs- und Dampfverbrauchsanlagen
u. dgl. auf einen gewünschten günstigsten Betriebszustand Bei technischen Anlagen
mit während des Betriebes veränderlichen Betriebsbedingungen tritt häufig die Aufgabe
auf, den Betrieb selbsttätig so zu regeln; daß ein gewünschter günstigster Betriebszustand
aufrechterhalten wird. So ist es beispielsweise zweckmäßig, eine Dampferzeugungsanlage
so zu regeln, daß eine gleichmäßige, möglichst günstige Verbrennung des Brennstoffes
erreicht wird und die Energieerzeugung dem Dampfverbrauch angepaßt wird. Zu diesem
Zweck kann man als Meßgerät für den Dampfverbrauch einen Dampfmengenmesser verwenden.
Für den Fall, daß die Regelung im Sinne der Aufrechterhaltung eines gleichbleibenden
Dampf-3ruckes arbeitet, kann man aber auch die für die Energieerzeugung maßgebenden
Betriebsgrößen, wie die Brennstoffmenge, die Luftmenge, die Speisewassermenge u.
dgl., in Abhängigkeit von einem Manometer regeln, das die durch den wechselnden
Dampfverbrauch bedingten Schwankungen des Dampfdruckes anzeigt.
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Es ist ferner bekannt, bei derartigen Regeleinrichtungen elektrische
Schaltungen zu benutzen, wobei die die Regelung bewirkenden Steuer- oder Antriebsorgane
durch von .den Betriebsgrößen abhängige .elektrische Größen, z. B. elektrische Spannungen
oder Widerstände, beeinflußt werden. So hat man beispielsweise zur Regelung von
Dampferzeugungsanlagen elektrische Brückenschaltungen benutzt, in deren Zweige einerseits
ein von einem den Dampfverbrauch anzeigenden Dampfmesser gesteuerter Widerstand,
andererseits ein Widerstand eingeschaltet ist, der von einem die Geschwindigkeit
der die Kohlezufuhr bewirkenden Förderschnecke messenden Tachometer gesteuert wird.
Die Brücke wird dabei so abgeglichen, daß der Diagonalstrom verschwindet, wenn das
richtige Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit der Kohleförderung und dem Dampfverbrauch
vorhanden ist. Bei einer Abweichung in dem einen oder anderen Sinne werden .durch
den Diagonalstrom Relais gesteuert, die durch besondere zusätzliche Regeleinrichtungen
die Geschwindigkeit der die Kohleförderung bewirkenden Antriebsmotoren in dem einen
oder anderen Sinne be-
| einflussen. |
| Demgegenüber betrifft die Erfindung eine |
| Einrichtung zum selbsttätigen Regeln des |
| Betriebes in Dampferzeugungs- und Dampf- |
| r |
| verbrauchsanlagen, Anlagen zur Lieferung |
| eines Gases o er einer Flüss`"i@heit; os:ierün s- |
| an"ägenfür Wasser«erke u. dgl. auf einen |
| gewunsc ten günstigsten Betriebszustand in |
| Abhän i keit von den Messungen einer durch |
| die jeweiligen etrie s. e ingungen eein- |
| u , ten Bustands röße und der geregelten |
| Größe,Qbei 7_ustandsgröße und K e'el@röße |
| durch elektrische Größen verkörpert werden |
| u 'T- Widerstandsschaltung aus die- |
| n in einer t' |
| sen Größen eine resultierende elektrische |
| Größe gebildet wird, die den Regelvorgang |
| auslöst. Gemäß der Erfindung bilden nun |
| ein von einer Zustandsgröße 3I gesteuerter |
| und ein von einer Regelgröße I3 gesteuerter |
| Widerstand in der Widerstandsschaltung im |
| Sinne einer Differenzwirkung eine resul- |
| tierende elektrische Größe c, bzw. R, in der |
| Weise, daß sich diese in gleichem Sinne |
| ändert wie die Zustandsgröße und im Sinne |
| eines kontinuierlichen Betriebes der Steuer- |
| oder Antriebsvorrichtung für die Beeinflus- |
| sung der Regelgröße verwendet wird. Uir£- |
| durch wird eine kontinuierliche Beeinflus- |
| sung der Re el ro e finit rein elektrischen |
| der erreicht. |
| Der Vorteil der kontinuierlichen Regelung |
| gemäß der Erfindung tritt besonders dann |
| in Erscheinung, wenn man zur Verstärkung |
| der von der Wide standsschaltung gelieferten |
| verhältnismäßig schwachen elektrischen |
| Ströine@oder Spannungen einen oder mehrere |
| gittergesteuerte ' rornricht , verwendet, |
| wobei. der resultierende Widerstand zur |
| Steueruni, der Git erelek roden verwendet |
| ,vi'rgu'nd die Anod_e_nst_röme zum Betrieb der |
| ich e Regelung bewirkenden Steuer- o er An- |
| triebsorgane dienen. |
Es ist bereits eine Einrichtung zum selbsttätigen Regeln des Betriebszustandes in
Kesselfeuerungsanlagen bekanntgeworden, wobei z. B. die Luftzufuhr entsprechend
der verbrauchten Dampfmenge geregelt wird. Dabei wird einerseits die Dampfmenge
als Zustandsgröße und andererseits die geregelte Größe durch elektrische Größen
verkörpert. Diese wirken aber in entgegengesetztem Sinne elektrodynamisch auf ein
Triebwerk, das den Widerstand im Stromkreis einer Spule regelt, die eine weitere
mechanische Vorrichtung steuert. Diese steht einerseits unter dem Einfluß der Regelgröße
und verstellt andererseits das Steuermittel eines Servo-Motors, der seinerseits
die Regelung bewirkt.
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Während also bei dem Gegenstand der Erfindung zwischen der von der
Zustandsgröße beeinflußten elektrischen Größe und dem die Regelung bewirkenden Motor
lediglich eine elektrische Schaltung mit Verstärker liegt, ist bei der bekannten
Anordnung statt dessen eine Reihe von mechanischen Zwischengetrieben angeordnet,
was im Interesse der Betriebssicherheit, Genauigkeit und Schnelligkeit des Ansprechens
unerwünscht ist. Außerdem ist zum Antrieb der mechanischen Getriebe ein Dauerstrom
verhältnismäßig großer Stärke erforderlich, wogegen der -Gegenstand der Erfindung
nur bei Änderungen der Zustandsgröße vorübergehend stärkere Steuerströme benötigt
und gegebenenfalls der Ausgangsstrom .des Verstärkers unmittelbar zum Antrieb der
Regelmittel benutzt werden kann. Wenn als Antriebsmittel, beispielsweise zur Brennstofförderung,
Elektromotoren verwendet werden, so können diese z. B. unmittelbar von den Anodenströmen
der als Verstärker benutzten Stromrichter betrieben werden. Die Anodenströme können
aber auch mittelbar die Antriebsorgane beeinflussen, beispielsweise durch elektromagnetische
Einwirkung auf die die Regelung bewirkenden Steuerorgane.
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Als Stromrichter verwendet man mit besonderem Vorteil solche mit Doppelgitter,
wobei die zusätzlichen Gitterelektroden (Hilfselektroden) zur Veränderung der Zündkennlinie
dienen.
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Als Ausführungsbeispiele sind im folgenden Regeleinrichtungen für
Dampfkesselanlagen beschrieben. Es muß aber festgestellt werden, daß die Erfindung
nicht auf Energieerzeugungsanlagen beschränkt ist, sondern sich allgemein auf Anlagen
bezieht, bei denen eine oder mehrere Betriebsgrößen in Abhängigkeit von einer in
ihrem Betrage den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend schwankenden Meßgröße
geregelt werden sollen. So könnte eine Einrichtung gemäß der Erfindung z. B. mit
Vorteil für Anlagen zur Lieferung eines Gases oder einer Flüssigkeit gleichbleibender
Zusammensetzung aus zwei bestimmten Komponenten verwendet werden, wobei die eine
Komponente in wechselnder Menge geliefert wird und die andere Komponente in entsprechender
Menge zugesetzt werden muß. Ebenso könnte die Erfindung beispielsweise bei sogenannten
Dosierungsanlagen für Wasserwerke benutzt werden, um die Menge des Zusatzstoffes
dem jeweiligen Wasserverbrauch selbsttätig anzupassen.
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In den Fig. i und 2 sind zwei verschiedene Schaltungsmöglichkeiten
als Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
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Bei der Einrichtung nach Fig. i ist zwischen den Punkten i und 2 ein
Spannungsteilerwiderstan.d angeordnet, der an eine Wechselstromquelle 3 angeschlossen
ist. Auf dem Widerstand sind zwei Kontakte 4 und 5 bewegbar, wobei der Kontakt 4
entsprechend der in Betracht kommenden Regelgröße B
und der Kontakt
5 entsprechend der durch die jeweiligen Betriebsbedingungen beeinflußten Zustandsgröße
M verstellt wird. Bei einer Dampferzeugungsanlage kann beispielsweise .der Kontakt
5 von dem den Dampfverbrauch anzeigenden Dampfmesser und der Kontakt q. von dem
mit der Kohleförderschnecke verbundenen Geschwindigkeitsmesser beeinflußt werden.
Infolgedessen ist die Spannung e8 zwischen i und q. von der betreffenden Betriebsgröße,
z. B. von der geförderten Brennstoffmenge, und die Spannung 2 ein zwischen i und
5 von dem Dampfverbrauch abhängig. Die resultierende Spannung e,. zwischen den beiden
Kontakten q. und 5 ist .dann e,. = 2 eM - e8.
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Ist nun e8 = ein, ein Zeichen, daß .die geförderte Brennstoffmenge
dem Dampfverbrauch entspricht, so wird er =2eM-eM=eM, d. h. die resultierende
Spannung e,. wirkt genau so wie die Spannung ein. Wenn man nun an die beiden Kontakte
q. und 5 die Primärwicklung eines Transformators 6 anschließt, dessen Sekundärwicklung,
vorzugsweise über geeignete Verstärkereinrichtungen, an die zum Betriebe der Steuer-
oder Antriebsmittel für die Brennstoffördereinrichtung dienenden Organe angeschlossen
ist, so wirkt die Einrichtung in folgender Weise: Steigt der Dampfverbrauch beispielsweise
an, so vergrößert sich die Spannung 2 ein und damit auch die Spannung e,..
Infolgedessen wird auch die Brennstofförderung gesteigert. Damit wächst aber ,auch
die Spannung e8 entsprechend an, und zwar so lange, bis e8 wieder = ein ist, d.
h. die geförderte Brennstoffmenge wieder dem neuen Wert des Dampfverbrauchs entspricht.
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In Fig.2 ist eine Brückenschaltung dargestellt, deren Diagonalpunkte
i und 2 an die Wechselstromquelle 3 angeschlossen sind. Die Brückenzweige i-8, 8-2
und 2-7 werden durch feste Widerstände gebildet, wogegen in dem Brückenzweig i-7
die Widerstände aRM und RB in Reihe geschaltet sind. Dabei wird der Widerstand-2RM
von .der Zustandsgröße M in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung derart beeinflußt,
daß .der Betrag des Widerstandes mit steigendem Wert der Zustandsgröße M zunimmt.
Der Widerstand RB wird dagegen in .dem Sinne verändert, . daß der Widerstandsbetrag
mit steigendem Wert der Regelgröße B abnimmt.
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Bei einer Dampferzeugungsanlage könnte als Zustandsgröße M wieder
der Dampfverbrauch und als Regelgröße B beispielsweise die dem Brennstoff zugeführte
Luftmenge wirken. An die Diagonalpunkte 7 und 8 kann wieder ein Transformator 6
angeschlossen sein, der in diesem Falle den Betrieb der Luftzufuhranl.age steuert.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise möge die Fig. 3 dienen. Diese stellt die Abhängigkeit
der Widerstandsbeträge von dem Dampfverbrauch 1I'1 dar, wobei der Betrag RM mit
steigendem Dampfverbrauch linear zunimmt und der Betrag RB mit steigendem Dampfverbrauch
von dem Wert R, aus linear abnimmt. Man erkennt, daß der resultierende Widerstand
R,. = 2 RM -f- RB von dem Betrage Ra aus mit steigendem Dampfverbrauch in der gleichen
Weise zunimmt wie der Widerstand RM. Durch geeignete Wahl der Widerstandsbeträge
in den einzelnen Brückenzweigen kann man es unschwer erreichen, daß die dem Transformator
wieder zugeführte Diagonalspannung 7-8 in der gewünschten Weise entsprechend dein
Dampfverbrauch ansteigt.
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An Stelle der Ohmschen Widerstände, wie sie beispielsweise in Fig.
2 dargestellt sind, können .auch induktive Widerstände oder auch Kondensatoren verwendet
werden, .deren Beträge in geeigneter Weise durch die betreffenden Betriebsgrößen
verstellt werden.
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In den Fig. q. und 5 sind ferner zwei Ausführungsbeispiele für Schaltungen
in Verbindung mit gittergesteuerten Stromrichtern schematisch dargestellt. Bei der
Einrichtung nach Fig. q. wird für die Steuerung der Stromrichter das bekannte Verfahren
von Toulon benutzt, wobei die Phasenverschiebung zwischen Steuerstrom und Anodenstrom
zur Regelung benutzt wird. Fig.5 zeigt eine besonders vorteilhafte Schaltung, bei
der, wie es für andere Zwecke bereits vorgeschlagen wurde, Stromrichter mit Doppelgitter
verwendet werden und die Regelung durch Verändern der Zündstromkennlinie erfolgt.
In beiden Fällen werden Stromrichter mit Doppelanoden verwendet in einer solchen
Schaltung, daß beide Phasen des Wechselstromes ausgenutzt werden.
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Bei der Einrichtung nach Fig.:I ist an die beiden Punkte i und 2-
einer Brückenschaltung die Wechselstromqüelle 3 angeschlossen. Die Brückenzweige
zwischen .den Punkten i und 2 werden einerseits aus festen Widerständen i-8 und
8-2 gebildet, andererseits aus der Primärwicklung eines Transformators 9 (zwischen
den. Punkten i und 7) und einem Kondensator io (zwischen den Punkten 7 und 2). An
die Sekundärwicklung des Transformators 9 ist eine - Widerstandskombination 2 RM
+.RB entsprechend Fig. 2 angeschlossen. Die induktive Kopplung der Widerstandskombination
mit der Brückenschaltung hat vor der unmittelbaren Einschaltung nach Fig: 2 den
Vorteil, daß man durch geeignete Wahl -des übersetzungsverhältnisses des Transformators
9 sich den
günstigsten Widerstandsverhältnissen besonders anpassen
kann. Mit den Diagonalpunkten 7 und 8 ist die Primärwicklung 6" eines Transformators
6 verbunden, dessen Sekundärwicklung in zwei Hälften 6b und 6, unterteilt ist. Anden
mittleren Punkt der Sekundärwicklung ist die aus einer Quecksilberfüllung bestehende
Kathode i i eines Stromrichters i-2 angeschlossen, wogegen die beiden äußeren Punkte
der Sekundärwicklung mit je einer der beiden Gitterelektroden 13 und 14 verbunden
sind. Die zugehörigen Anoden 15 und 16 sind an die äußeren Enden der ebenfalls in
zwei Hälften i7 b und 17, unterteilten Sekundärwicklung eines Transformators 17
angeschlossen, deren Mitte über den Anker 18 eines Motors mit der Kathode i i verbunden
ist. Die Primärwicklung 17a des Transformators i7 ist an die Wechselstromquelle
3 angeschlossen. Die Einrichtung wirkt in folgender Weise: Durch die Veränderung
des resultierenden Widerstandes R,. = 2 RM + RE in der an Hand von Fig. 2 beschriebenen
Weise wir- 1 die Phasenverschiebung der Diagonalspannung, die über den Transformator
6 abwechselnd den Steuergittern 13 und 14 zugeführt wird, gegenüber der den Hauptelektroden
zugeführten Wechselspannung entsprechend verändert. Infolgedessen verändert sich
auch die den Transforniatorwicklungen 17b und 17, abwechselnd zugeführte Anodenstromstärke,
die zum Betrieb des Motors 18 dient, der beispielsweise die Kohle- oder Luftzufuhr
regelt. Die Geschwindigkeit des Ankers 18 und dadurch die zugeführte Kohle- bzw.
Luftmen.!"e wird dadurch in Abhängigkeit von dem jeweiligen Betrag des Dampfverbrauchs
selbsttätig geregelt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 besteht die über einen Vorschaltwiderstand
2o an die Wechselstromquelle 3 angeschlossene Brückenschaltung, ähnlich Fig. 2,
ai:i:; Ohmschen Widerständen, wobei jedoch zwischen den Punkten 7 und 2 aus später
zu erörternden Gründen ein regelbarer Widerstand Rx angeordnet ist. Im übrigen ist,
ähnlich wie in Fig. 4, an die Diagonalpunkt e die Primärwicklung 6, eines
Transformators 6 mit der in zwei Hälften 6b und 6, geteilten Sekundärwicklung angeschlossen.
Die Mitte der Sekundärwicklung ist mit dem an der Stromquelle 3 liegenden Brückenpunkt
2 verbunden. Ferner ist mit den Klemmen der Stromquelle die Reihenschaltung eines
Widerstandes 21 und eines Kondensators 22 verbunden, an den die Primärwicklung 23a
eines Transformators 23 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung des Transformators
23 ist ebenfalls in zwei Hälften 23b und 23, unterteilt. Als Stromrichter 12 dient
ein solcher mit einer Kathode i i, zwei Anoden und je zwei Gitterelektroden
13a und i 3b bzw. 14" und i 4b. Von diesen sind die Elektroden i 3a und 14"
mit den äußeren Enden der Sekundärwicklung 23b bzw. 23, verbunden und die Hilfselektroden
13b und i4b mit den äußeren Enden der Sekundärwicklung 6b bzw. 6,. Die Anoden 15
und 16 sind mit den äußeren Enden der Sekundärwicklung Ub bzw. 17, des Transformators
17 verbunden, dessen Primärwicklung 17a wieder an die Stromquelle 3 angeschlossen
ist. Die Kathode i i des Stromrichters ist mit der Mitte der Sekundärwicklung des
Transformators 23 verbunden, an die auch der Anker 18 angeschlossen ist, der andererseits
mit der Mitte der Sekundärwicklung des Transformators 17 verbunden ist. Die Wirkungsweise
der Einrichtung ist folgende: Das Zusammenwirken der beiden von den Sekundärwicklungen
der Transformatoren 6 und 23 herrührenden Gitterspannungen ergibt eine Veränderung
der Zündspannung und damit .der Kennlinie für die Zündung. Diese Schaltung ermöglicht
daher, ohne Änderung der Gitterspannungsphase, nur durch Amplitudenregelung der
den Elektroden 13b und 14b zugeführten Spannungen, die Zündpunkte auf den Anodenspannungshalbwellen
zu verschieben, so daß die Anodenstromstärke entsprechend gesteuert wird. Der Widerstand
21 und der Kondensator 22 werden zweckmäßig so bemessen, daß sich eine für die Regelung
besonders günstige feste Phaseneinstellung zwischen der Steuerspannung und der Anodenspannung
ergibt.
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Statt des Ankers 18 eines unmittelbar zum Antrieb der Brennstoff-
oder Luftförderung dienenden Motors kann auch die Wicklung einer elektromagnetisch
wirkenden Steuervorrichtung eingeschaltet werden, die unmittelbar, beispielsweise
mittels einer Drosselklappe, die Luftzufuhr oder mittels eines Ventils die Zufuhr
eines flüssigen oder gasförmigen Brennstoffes regelt. Durch die elektromagnetische
Vorrichtung kann aber auch, beispielsweise mittels eines den Zufluß eines Druckmittels
regelnden Kolbenschie- 1 bers oder in anderer geeigneter Weise, die Geschwindigkeit
eines die Brennstoff- oder Luftzufuhr bewirkenden Motors über ein Übersetzungsgetriebe
mit kontinuierlich regelbarer Übersetzung beeinflußt werden.
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Wenn man bei Dampfkesselanlagen eine Einrichtung der beschriebenen
Art für die Brennstoffzufuhr und eine solche für die Luftzufuhr verwendet, so kann
dadurch auch ein bestimmtes Verhältnis zwischen Brennstoff- und Luftzufuhr eingestellt
werden. Dieses wird zweckmäßig so gewählt, daß es
unter Berücksichtigung
der besonderen Betriebsverhältnisse, insbesondere unter Berücksichtigung einer bestimmten
Beschaffenheit des verwendeten Brennstoffes und eines bestimmten Strömungswiderstandes
in den Verbrennungsräumen, dem gewünschten Verlauf des Verbrennungsvorganges entspricht.
Da aber die in Betracht kommenden Verhältnisse in der Regel nicht unveränderlich
sind, kann es unter Umständen zweckmäßig sein, den Regelvorgang noch durch ein oder
mehrere von der Güte der Verbrennung bceinflußte Meßgeräte, beispielsweise durch
Meßgeräte zur Anzeige des Ko'hlensäünege'halts oder des Ge'ha'lts an. unverbrannten
Bestandteilen der Abgase, in an sich bekannter Weise zu berichtigen. Zu diesem Zweck
kann man bei der Einrichtung zur Regelung der Luftzufuhr, oder bei der Einrichtung
zur Regelung der Brennstoffzufuhr noch eine weitere elektrische Steuergröße, die
von einem solchen Meßgerät beeinflußt wird, .derart in die elektrische Schaltung
einführen, daß das. Verhältnis zwischen Luft- und Brennstoffzufuhr .den
je-
weiligen Betriebsverhältnissen der Feuerungsanlage angepaßt wird.
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Bei der Einrichtung nach Fig: 5 kann beispielsweise der Widerstand
Rx zu diesem Zweck in geeigneter Weise von einem Kohlensäure- oder Kohlenoxydmesser
gesteuert werden. Dadurch wird gewissermaßen das Brückengleichgewicht um .einen
gewissen Korrekturbetrag verschoben. Im allgemeinen wird es jedoch günstiger sein,
für diesen Zweck einen Widerstand Rs, zu verwenden, der, wie es in Fig. 5 punktiert
angedeutet ist, in Parallelschaltung zu dem Widerstand RB angeordnet ist.
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Bei der Regelung- von Dampfkesselanlagen und allgemein bei solchen
Anlagen, bei denen die eingeleiteten Regelvorgänge infolge irgendwelcher in der
Natur der in der Anlage sich abspielenden Vorgänge sich erst mit einer erheblichen
Verzögerung auswirken, tritt leicht ein Überregeln ein. Um dieses zu vermeiden,
ist es bekannt, eine sogenannte elastische Rückführung zu verwenden. Zu diesem Zweck
kann man bei Regeleinrichtungen nach der Erfindung in die elektrische Schaltung
noch eine weitere elektrische Größe einführen, deren Betrag zeitabhängig veränderlich
ist, ,derart, daß die betreffende Steuergröße nach Verlauf einer gegebenenfalls
je nach den Betriebsverhältnissen einstellbaren Zeit unwirksam wird.
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Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Einrichtung zur elastischen
Rückführung ist in Fig. 5 schematisch dargestellt. Zu diesem Zweck steht der Kontakt
2q., .der auf dem Widerstand R" gleitet, unter dem Einfluß von zwei in entgegengesetzter
Richtung angreifenden Federn 25, die bestrebt sind, den Kontakt in einer bestimmten
Stellung zu halten. Der Kontakt 24 ist ferner durch eine Stange 26 mit einem Kolben
27 verbunden, der .in einem Hohlzylinder 28 gleiten kann. Durch eine Stopfbuchse
ist die Kolbenstange 26 flüssigkeitsdicht in den Zylinderhohlraum eingeführt, der
zweckmäßig mit 01 gefüllt wird. Durch eine Rohrleitung 29 sind die beiden
Ölräume vor und hinter dem Kolben über ein einstellbares Ventil 30 miteinander
verbunden. Der Zylinder 28 ist auf einer Führung 31 verschiebbar gelagert und steht
in geeigneter Weise .derart beispielsweise mit dem die Brennstoffzufuhr überwachenden
Geschwindigkeitsmesser in Versbindung, .das, wie es durch den mit B bezeichneten
Pfeil angedeutet ist, der Betrag des Widerstandes R, in gleicher Weise wie der Widerstand
RB entsprechend der zu regelnden Betriebsgröße, in diesem Falle .der Brennstoffzufuhr,
gesteuert würde, falls der Kolben 27 fest mit dem Zylinder 2,8 verbunden wäre. Da
aber die Ölfüllungen vor und hinter dem Kolben sich durch die Rohrleitung 29 und
das einstellbare Ventil 30 allmählich ausgleichen, so wird der Widerstand
R" nur so lange vorübergehend verstellt, bis die Ölfüllungen sich ausgeglichen haben.
Die Zeitdauer, Abis dies geschieht, .bis sich also die Verstellung des Widerstandes
R" wieder ausgeglichen hat, ,kann je nach den vorliegenden Betriebsverhältnissen
mit Hilfe des Ventils 30 passend eingestellt werden. Die Richtung der durch
eine Änderung d RB .des Widerstandes RB bewirkten zeitweiligen Änderung
d R. des Widerstandes R,, wird dabei zweckmäßig so gewählt, daß die dadurch
hervorgerufene Regelung der Betriebsgröße in jedem Falle der Differenz
d RB - d R" entspricht.
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Die in Fig.5 dargestellte Ausführungsform einer Einrichtung zur elastischen
Rückführung stellt natürlich nur ein beliebig gewähltes Ausführungsbeispiel dar.
Allgemein ist noch zu bemerken, daß die Gleitwiderstände in der Zeichnung .der einfachen
Darstellung wegen als Schiebewiderstände gezeichnet sind, während man bei der praktischen
Ausführung diese in der Regel vorteilhaft als Drehwiderstände, vorzugsweise in Form
der bekannten Ringrohrwiderstände mit Quecksilberfüllung, ausbilden wird.
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Eig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Regelung eines
Dampfkessels mit Kohlenstaubfeuerung in schematischer Darstellung.
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Der Kohlenstaub wird der Feuerung, aus einem Bunker q.o durch eine
Förderschnecke i 41 zugeführt, die von einem Motor 42 angetrieben wird. Zur Luftzufuhr
dient das
von dem Motor 43 angetriebene Gebläse 44. Zur Regelung
des Zuges entsprechend der jeweiligen Größe der Luftzufuhr ist in an sich bekannter
Weise eine Drosselklappe 45 vorgesehen, die über ein Getriebe 46.1 von einem Unterdruckregler
47 gesteuert wird. Der Dampfdruck in der Dampfsammelleitung 48, der ein Maß für
die Belastung bildet, wird durch ein Kolbenmanometer 4.9 gemessen. Die Rauchgaszusammensetzung
wird durch den Kohlensäureynesser 5o überwacht.
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Zur Regelung der Brennstoffzufuhr und der Luftzufuhr entsprechend
der wechselnden Belastung dient je eine Brücke K bzw. L. Die Schaltung der Brücken
entspricht im wesentlichen dem Schema der Fig.5. Die Brücke K enthält in den veränderlichen
Brückenzweigen die zweckmäßig als Ringrohre ausgebildeten regelbaren Widerstände
2 R,11 -1- RK bzw. Rx. Die Brücke L enthält nur in einem Zweige die regelbaren Widerstände
2 RM -{- RL, wobei dem Widerstand RL ein weiterer regelbarer Widerstand Ry parallel
geschaltet ist. Die Widerstände 2 RM werden von dem Manometer 49 gesteuert.
Der Widerstand RK wird einerseits von dem die Geschwindigkeit des Motors 42 messenden
und somit die Brennstoffförderung überwachenden Geschwindigkeitsmesser
5 1 aus gesteuert, andererseits ist die Drehachse des Regelwiderstandes RK
mit der Drehachse eines in -dem Gehäuse 52 drehbaren Kolbens 53 mechanisch gekuppelt.
Das Gehäuse 52 ist wiederum drehbar gelagert und steht unter dem Einfluß von Federn
54, die bestrebt sind, es in einer bestimmten Stellung zu halten. Das Gehäuse 52,
das zweckmäßig mit 01 gefüllt wird, ist mit einer Verzahnung versehen und
über ein Zahnrad 5, > mit der Drehachse des Regelwiderstandes R, gekuppelt. Der
Widerstand RL wird von einer Ringwaage 56 gesteuert. Diese ist über die Rohrleitungen
57 an eine Stauscheibe 58 angeschlossen, die in die von dem Gebläse 44 gespeiste
Luftzufuhrleitung eingesetzt ist. Zur Steuerung des Widerstandes R, dient ein mechanisches
Klinkwerk 59, das von einem durch den Kohlensäuremesser 5o beeinflußten Kontaktinstrument
6o gesteuert wird.
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Die beiden Brückenschaltungen K und L können an die gleiche Stromquelle
3 angeschlossen werden. In den Diagonalzweigen der Brücken liegen entsprechend der
Schaltung nach Fig. 5 die Transformatoren 6 bzw. 6. Mit r7 und 17' sind die
Transformatoren bezeichnet, an die die Stromrichter y r bzw. 12' nach Fig. 5 angeschlossen
sind. Die Gehäuse 61 und 61' enthalten je die in Fig. 5 mit 21 1>is 23 bezeichneten
Teile. Die Einrichtung wirkt in folgender Weise: Wenn beispielsweise die Belastung
abnimmt und der Dampfdruck in der Sammelleitung 48 infolgedessen steigt, so hebt
sich der Kolben des Manometers an, und die Beträge der Widerstände 2 RM werden in
beiden Brücken entsprechend verkleinert. Somit wird in der an Hand der Fig. r bis
5 beschriebenen Weise mittels des Stromrichters 12 der Motor 42 so gesteuert, daß
die durch den Geschwindigkeitsmesser 51 angezeigte Brennstoffzufuhr infolge der
Rückmeldung durch den Widerstand RK ebenfalls entsprechend der gesunkenen Belastung
verringert wird. Dabei wird ein Überregeln durch die mit 52 bis 55 bezeichnete Einrichtung
zur elastischen Rückführung verhindert, die in ihrem Aufbau und ihrer Wirkung grundsätzlich
der in Fig. 5 mit 25 bis 31 bezeichneten Einrichtung entspricht. Bei einer Bewegung
des Kolbens 53 kann das 01 'nur langsam durch eine in dem Kolben an j gebrachte
feine Bohrung hindurchtreten. Infolgedessen wird (las Gehäuse 52 zunächst von dem
Kolben 53 mitgenommen, wodurch der Widerstand Rx in dem bereits in der Beschreibung
zu Fig.5 angegebenen Sinne vorübergehend geändert wird. Ist die Wirkung der zeitabhängigen
Rückführung auch bei der Luftregelung notwendig, so kann diese in derselben Weise
auch in der Luftbrücke arbeiten, was hier jedoch zur Vereinfachung fortgelassen
wurde.
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Zu gleicher Zeit wird durch den Steomrichter 12' der Motor 43 in dem
Sinne gesteuert, daß auch die Geschwindigkeit des Gebläses 44 und somit die Luftzufuhr
entsprechend der gesunkenen Belastung verringert wird. Die Rückmeldung erfolgt über
die an das Drosselgerät 58 angeschlossene Ringwaage 56, die den Betrag des Widerstandes
RL entsprechend verändert. Um aber auch etwaigen Änderungen in der Beschaffenheit
des Brennstoffes oder dem Strömungswiderstand in den Luftkanälen Rechnung zu tragen,
wird der Widerstand Ry, entsprechend der Schaltung nach Fig.5 über das Klinkwerk
59 und das Kontaktinstrument 6o von dem Kohlensäuremesser 5o in dem Sinne der Aufrechterhaltung
einer möglichst günstigen Verbrennung beeinflußt.
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Die beschriebene Regeleinrichtung winkt demnach in der Weise, daß
sich sowohl die Brennstoffmenge als auch die Luftmenge selbsttätig der wechselnden
Belastung in solcher Weise anpaßt, daß unabhängig von der Belastung und in gewissen
Grenzen auch unabhängig von der Beschaffenheit des Brennstoffes und dem jeweiligen
Zustand der Feuerungsanlage eine wirtschaftlich möglichst günstige Verbrennung dauernd
aufrechterhalten wird.