DE83605C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 13: Dampfkessel nebst Ausrüstung.

PAUL SCHAUER in BERLIN. Vorrichtung zur Rückführung des Dampfwassers in den Kessel.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Januar 1895 ab.

Die vereinzelten Versuche, welche bisher gemacht worden sind, einen für die Praxis verwendbaren selbstthätigen Dampfwasserrückleiter zu schaffen, scheiterten zumeist an dem Umstände, dafs die Mittel zur Bethätigung des an solchen Apparaten notwendigen Dampfventils noch zu mangelhaft waren, um einen sicheren Betrieb, auch bei Förderung warmen Dampfwassers, zu ermöglichen. Diese Mängel abzustellen, ist der Zweck der vorliegenden Erfindung.

Der neue Apparat wird oberhalb des Wasserstandes des zu speisenden Kessels aufgestellt. Infolge von in demselben herbeigeführten Druckminderungen wird das zu fördernde Wasser auch von bedeutend tiefer gelegenen Sammelstellen angesaugt und nach selbstthätiger Eröffnung des Dampfventils unter Kesseldampfdruck gebracht, worauf infolge dieses Druckausgleiches ein Abfliefsen des angesaugten Wassers aus dem Apparat in den Kessel stattfindet.

Fig. ι ist ein mit Sauge- und Schwimmerglocke und einem besonderen Condensator ausgestatteter Apparat, welchen Fig. 2 in einer anderen Arbeitsstellung veranschaulicht. Fig. 3 zeigt eine in der Form ähnliche Ausführung, bei . welcher die Saugeglocke gleichzeitig als Condensator wirkt. Fig. 4 veranschaulicht eine Construction des Apparates ohne Schwimmer, Fig. 5 eine weitere Ausführungsform mit Schwimmerund festgelagertem Sauger.

Den einzelnen Constructionen des Apparates ist das Merkmal gemein, dafs das Oeffnen des Dampfventils durch Ansteigen einer Wassersäule in dem Saugegefäfs veranlafst wird und das Herausfliefsen den Schlufs desselben herbeiführt.

Der Apparat der Fig. 1 und 2 besteht aus einem Behälter T, in welchem der Schwimmer 4 und der Sauger B mit einander zugekehrten Oeffnungen durch Hebel α und b, sowie eine Stange c gegenseitig aufgehängt sind. Eine in den Boden des Gefäfses T eingesetzte Stange h dient als Führung für die Schwimmerglocke. Die eigenartige Aufhängung der Gefä'fse A und B hat einen theilweisen Gewichtsausgleich des gefüllten Schwimmers mit dem Sauger zum Zweck, so dafs der erstere nur etwa um die Hälfte seiner Höhe in das im Behälter T stehende Wasser eintaucht. Der Stutzen M steht mit dem Dampfraum, der Auslafs O mit dem Wasserraum des Kessels in Verbindung. Bei N mündet das Dampfwasserzuleitungsrohr in den Topf T ein. Bei N und O sind Rückschlagventile vorgesehen, welche ein Durchfliefsen des Dampfwassers von dessen Sammel-. stelle durch den Apparat nach dem Kessel ermöglichen. C bezeichnet einen aufserhalb des Apparates angebrachten Hohlkörper, welcher als Condensator dient und mittelst des Rohres d mit dem Innenraum des Saugers B ' und des Rohres e mit dem Wasserraum des Topfes T in Verbindung steht. Das Rohr e bezweckt, das in C sich niederschlagende Wasser in den Behälter T abzuführen.

Der Dampfwasserrückleiter wirkt, wie folgt. Der Behälter T sowie der Schwimmer A sind, wie Fig. ι veranschaulicht, mit Wasser gefüllt,

(2. Auflage, -ausgegeben am 4. Oktober igoi.)

so dafs zwischen den Gefäfsen A und B ein Gleichgewichtszustand besteht, d. h. also, dafs ein geringstes Ansteigen des Wasserspiegels in T ein sofortiges Emporsteigen des Schwimmers A veranlafst. Der Umstand, dafs das Dampfwasser im Wassersack des Wasserabächeiders unter dem Druck des Arbeitsdampfes steht, bewirkt eine Pressung der Luft in der Dampfwasserleitung, sowie im Topfe T selbst. La'fst man durch Oeffnen der Luftschrauben f und J₁ die eingeschlossene Luft entweichen, so tritt das Dampfwasser aus dem Wassersack in den Behälter T ein. Durch das nunmehr erfolgende Ansteigen des Schwimmers A wird die Saugeglocke B gesenkt, und der Rand derselben taucht in das in dem Schwimmer stehende Wasser ein. Infolge des Ausströmens der in B abgeschlossenen Luft tritt das unter Druck stehende Wasser in die Glocke nach.

Die Glocke erfährt daher eine Belastung, während der Schwimmer entleert wird. Hierdurch wird ein noch weiteres Herausheben des Schwimmers aus dem ihn umgebenden Wasser herbeigeführt, wobei der Wasserspiegel die Höhe x-x (Fig. 2) einnimmt. Die Stange c ist in die Höhe gestiegen und stöfst gegen das Ventil g. Da dieses durch den directen Kesseldampf geschlossen gehalten wird, so findet ein Oeflfnen desselben zunächst noch nicht statt, weil der im Gefäfs herrschende Druck geringer ist als der auf dem Ventil lastende Kesseldruck. Ist jedoch der Wasserspiegel von x-x bis y^y (Fig. 2) gestiegen, so überwindet der vergröfserte Schwimmerauftrieb den auf dem Ventil ruhenden Kesseldampfdruck und hebt dasselbe an. Der einströmende Dampf erhöht sofort den in T stehenden Druck, wodurch ein vollständiges Oeffnen des Ventiles sicher herbeigeführt wird. Die Luftschrauben/ und J₁ werden hierauf geschlossen und das im Behälter T stehende Wasser infolge des nunmehr auf seiner Oberfläche lastenden Kesseldruckes durch das Rückschlagventil bei O in den Dampferzeuger abfliefsen.

Während des Sinkens des Wasserspiegels \ony-y bis ungefähr x-x verharrt der Schwimmer in seiner Stellung. Sobald jedoch das Wasser weiter zurücktritt, fängt auch der Schwimmer an zu sinken. Die Gefäfse A und B entfernen sich von einander, und die in B stehende Wassersäule wird abgerissen. Das Wasser fällt in den Schwimmer herab, indem der specifisch leichtere Dampf in den Sauger eindringt, und das Ventil g wird geschlossen. Der in Fig. 1 dargestellte Anfangszustand ist damit wieder hergestellt, und das Spiel beginnt, sobald eine Condensation und damit eine Druckverminderung im Apparate stattfindet, von neuem.

Für den Fall, dafs der Druck in der Dampfwasserleitung weniger als 1 kg beträgt, mufs der Arbeitsvorgang durch Einleiten von directem Kesseldampf in den Apparat eingeleitet werden, um die in demselben stehende Luft zu verdrängen. In gleicher Weise ist der Betrieb einzuleiten, wenn das zu fördernde Wasser einem tiefer gelegenen Reservoir oder einem Brunnen entnommen wird.

Eine Ausführungsform des vorstehend beschriebenen Apparates wird durch Fig. 3 veranschaulicht. Der Schwimmer A ist in ähnlicher Weise wie in Fig. 1 und 2 aufgehängt. Das Gefäfs B erhält einen doppelten Mantel, welcher oben eine Oeffnung besitzt. Dem durch die doppelte Wandung des Saugers gebildeten Hohlraum wird durch ein Rohr ζ, welches an die Dampfwasserleitung anschliefst, Wasser zugeführt, das durch einen an der Stange C vorgesehenen Schirm gleichmäfsig über das Gefäfs vertheilt wird. Da das Dampfwasser um einige Grade kälter ist als der im Gefäfs B stehende Dampf, so wird eine Condensation herbeigeführt. Der Schwimmer wird durch das langsam ansteigende Wasser in die Höhe gehoben, bis der sich ihm gleichzeitig nähernde Topf B mit seinem Rande eintaucht. Die fortschreitende Condensation in B bewirkt ein Ansaugen des Wassers aus A. Die Stange c steigt daher empor und legt sich gegen das Ventil g an. Die Auftriebskraft des Schwimmers wird durch das zufliefsende Wasser vergröfsert, bis sie ausreicht, um das Ventil g anzuheben und ganz zu öffnen. Das im Behälter T stehende Wasser fliefst darauf, da ein Druckausgleich herbeigeführt ist, nach dem Kessel ab, bis durch das Zurücksinken des Schwimmers das Abreifsen der Wassersäule herbeigeführt und die anfängliche Stellung des Apparates wieder hergestellt wird, und zwar in gleicher Weise, wie dies bei Fig. 1 und 2 ausgeführt wurde. Die Entlüftung des Saugers wird in diesem Falle durch ein spiralförmig gewundenes, federndes Rohr d in Verbindung mit der Luftschraube J₁ bewirkt. Selbstverständlich kann an Stelle der Condensation durch das Dampfwasser eine solche durch einen nach Fig. 1 und 2 ausgebildeten Condensator treten.

Fig. 4 zeigt eine Abänderung des Apparates, bei welcher der Schwimmer in Fortfall kommt. Das Saugegefäfs B ist hier an einem doppelarmigen Hebel aufgehängt und besteht aus einer dünnwandigen Glocke. Die Entlüftung wird in ähnlicher Weise, wie in Fig. 3, durch ein federndes, in eine Luftschraube ausmündendes Rohr d herbeigeführt. Sobald der steigende Wasserspiegel die Glocke abgeschlossen hat, wird durch das dieselbe umspülende kältere Dampfwasser eine gröfsere Verdichtung innerhalb der Glocke erzeugt, die ein schnelleres Aufsteigen des Wassers in der letzteren

veranlafst. Die Belastung der Glocke wird schliefslich das Ventil g öffnen und das angesaugte Wasser nach erfolgtem Druckausgleich in den Kessel abfliefsen können, bis wiederum ein Abreifsen der Wassersäule in B und damit ein Schliefsen des Ventils g stattgefunden hat. Die über dem Ventil g angebrachte Feder k dient zum Ausgleich des Eigengewichtes der Glocke B in der Art, dafs bei entleertem Gefäfs das Ventil auf den Sitz gedrückt ist; aufserdem bewirkt dieselbe ein besseres Ausfliefsen des Wassers aus dem Saugegefäfs, indem sie bestrebt ist, die Glocke aus dem sie umgebenden Wasser herauszuheben und die Wassersäule abzureifsen. Zweckmäfsig läfst sich hier auch zwischen Hebel und Glocke eine Schraubenfeder einschalten, wobei dann die Glocke durch ein Gewicht gehalten werden kann.

Eine weitere Ausführungsform stellt Fig. 5 dar. Das Saugegefäfs B ist aufserhalb des. Behälters T unbeweglich angeordnet und steht durch ein Rohr η mit dem Schwimmer A in Verbindung. Das Rohr m führt aus B herab in eine durch die Scheidewand 11 abgegrenzte Karrlmer U. Das obere Ende des Rohres m reicht in einen auf dem Sauger B angebrachten Aufsatz ν hinein, auf welchem bei J₁ eine Luftschraube angeordnet ist. Der Apparat ist im ersten Theil seiner Füllungsperiode dargestellt. Das Förderwasser tritt durch ein bei N angebrachtes Rückschlagventil zufolge der in ihm auftretenden Condensation in den Topf ein und wird durch das Rohr / in die Kammer U geführt. Dieselbe ist bereits angefüllt, und das Wasser fliefst über deren Rand und gleichzeitig durch die kleine Oeffnung U₁ der Scheidewand u in den Behälter T. Der Sauger stand anfänglich durch das Rohr η mit dem Dampframme des Behälters T in Verbindung und ist nunmehr durch das Wasser abgeschlossen. Durch die in B auftretende Condensation wird sowohl Wasser aus dem Schwimmer A, als auch aus der Kammer U in den Rohren m und η emporgehoben, wobei dasselbe infolge der fortschreitenden Dampfverdichtung aus dem Schwimmer A in den Sauger B übertritt. Durch das weitere Ansteigen des Wasserspiegels in T und das gleichzeitige Entleeren des Schwimmers A wird ein Auftrieb des letzteren erzielt, durch den schliefslich ein Oeffnen des Ventils und damit ein Druckausgleich und ein Abfliefsen des Förderwassers aus T in den Kessel herbeigeführt wird.

Nachdem der Wasserspiegel bis zum Rande der Kammer U zurückgewichen ist, findet ein schnelleres Sinken des Spiegels im Behälter T als in U statt, weil durch die kleine Oeffnung U₁ das Wasser nicht so schnell nachfliefsen kann. Diese künstlich geschaffene Höhendifferenz hat folgenden Zweck : Bei Nichtvorhandensein der Kammer U würde, sobald der zurücktretende Wasserspiegel die Mündung des Rohres m freigelegt hat, zwar auch ein Uebertreten von Dampf in den Sauger stattfinden, aber hierbei würde durch das Niedersinken des sich füllenden Schwimmers der Wasserspiegel in T sofort wieder ansteigen und das Rohr wieder abgeschlossen werden, welcher Umstand die Brauchbarkeit des Apparates stark beeinträchtigen würde, da das' Wasser aus dem Sauger nur zum Theil in den Schwimmer zurücktreten würde. Durch die mittelst der Kammer U erzielte Höhendifferenz der beiden Wasserspiegel wird das Wiederansteigen des Wassers in T keinen Einflufs auf das Sinken des Spiegels in U haben, so dafs also unter allen Umständen ein Ausfliefsen des Wassers aus B und damit ein Schliefsen des Ventils stattfindet.

Behufs Erzielung einer selbstthätig wirkenden Regelung der im Apparate nothwendigen Condensation kann das Dampfwasserzuleitungsrohr i in Schlangenform durch den Sauger und den Behälter T geführt werden. Aus dieser Mafsnahme ergiebt sich bei zeitweiser Zuführung grofser Wassermengen, da diese dann gewöhnlich eine niedrige Temperatur zu haben pflegen, eine gröfsere Dampfverdichtungsfähigkeit der Schlange, während im umgekehrten Falle, wo bei geringen Dampfwassermengen zum Theil Dampf in den Apparat mitgefördert wird, eine Herabminderung der Verdichtungsfähigkeif das Ergebnifs ist. Man erreicht also auf diese Weise einen Ausgleich in der Art, dafs das Förderwasser regelnd und Wärme aufnehmend die Condensation beeinflufst.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:
   Eine Vorrichtung zur Rückführung des Dampfwassers in den Kessel, bei welcher infolge periodisch auftretender Druckverminderung das Speisewasser angesaugt wird, worauf infolge selbsttätigen Oeffnens eines Dampfventils ein Druckausgleich mit dem Kessel und daher ein Abfliefsen des angesaugten W'assers nach dem Kessel stattfindet, gekennzeichnet durch eine Steuerung des Dampfventils (g), bestehend aus zwei durch Hebel verbundenen, mit ihren Oeffnungen einander zugekehrten Glocken, dem Sauger (B) und Schwimmer (A) (Fig. ι bis 3), oder aus der Saugeglocke (A) allein (Fig. 4), oder aus dem fest liegenden Sauger (B) und dem Schwimmer (A, Fig. 5), von welchen Behältern der Sauger (B) infolge Ansteigens des Wasserspiegels abgeschlossen und infolge von in ihm auftretender Condensation bezw. Ausströmenlassen des in ihm eingeschlossenen Dampfes herbeigeführter Druckverminderung Wasser aus dem Schwimmer (A, Fig. ι bis 3 und $) bezw. dem Behälter (T, Fig. äf) ansaugt und dadurch allmälig entweder

   unter gleichzeitiger Mitwirkung des Auftriebes des mehr und mehr entlasteten Schwimmers (A, Fig. ι bis ·$) oder allein (Fig. 4) oder durch die Wirkung des Schwimmerauftriebes allein (Fig. 5) das Dampfventil öffnet, während dessen Schlufs dadurch bewirkt wird, dafs beim Sinken des Wassers im Behälter (T) der Dampf in den Sauger (BJ tritt und das Wasser aus demselben treibt, worauf die Steuerungsorgane in die Anfangsstellung zurückkehren.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.