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Regler für die Brennstoffzufuhr bei Dampferzeugern Die Erfindung betrifft
einen Regler für die Brennstoffzufuhr bei Dampferzeugern mit einem vom Dampfdruck
bewegten Steuerkörper und einem mit diesem verbundenen Drosselkörper in der Brennstoffzuleitung.
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Man hat bei diesen Regeleinrichtungen bereits Ventile mit verschieden
großen Steuerflächen benutzt, so beispielsweise bei Dampfkesseln, bei denen außer
dem Sicherheitsventil noch ein Rü.ckschlagventil vorgesehen war. Hier sollten diese
Ventile bei Geschwindigkeitssteigerung des Dampfes, etwa bei einem Rohrbruch, wirksam
werden. Weiter hat man vorgeschlagen, an Dampfkochgefäßen Differentialkolben oder
Regler und Sicherheitsventile zu benutzen, deren verschieden große Steuerflächen
nacheinander zur Wirkung kommen. Mit dem Gegenstand der Erfindung soll die folgende
Aufgabe gelöst werden: In einem bestimmten Augenblick, nämlich dann, wenn der Höchstdruck
im Dampferzeuger erreicht ist, soll die Brennstoffzufuhr derart gedrosselt werden.,
daß der Brenner nur mit kleiner Flamme, aber ausreichend für .das Aufrechterhalten
des Dampfdruckes arbeitet.
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Dies wird mit dem Gegenstand der Erfindung dadurch erreicht, daß der
Steuerkörper mit einer Fläche verseben ist, die durch einen Ventilsitz in zwei getrennte
Flächen geteilt wird, von denen die kleinere innere Fläche konzentrisch zur größeren.
angeordnet ist; der Dampfdruck wirkt sich erst auf die große Fläche aus, wenn die
Begrenzung der kleinen Fläche durch erhöhten Dampfdruck und Anheben des Steuerkörpers
aufgehoben ist.
Den bekannten. Regeleinrichtungen gegenüber besteht
das Neue der Erfindung darin, daß eine Fläche -des Steuerkörpers durch einen Ventilsitz
in eine kleine und, eine größere Fläche geteilt wird, von, denen die kleine Fläche
unter dem Dampfdruck steht, sich aber bei Überschreiten eines Höchstdruckes anhebt"
die Begrenzung aufhebt und den Dampf zur größeren Fläche läßt. Dadurch finden eine
Verstellung des Drosselkörpers und eine Drosselung des Brennstoffes. statt.
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Der Steuerkörper kann als Kolben-, Membran-oder als Kugelventil ausgeführt
sein. Auch kann z. B. die Rückseite eines Membranventils zugleich als Gasdrosselventil
ausgebildet sein, oder der Steuerkörper ist an seiner Rückseite so ausgeführt, daß
ein Dichtungskegel angebracht ist, der bei geöffnetem Steuerkörper das Gehäuse dicht
abschließt. Die Möglichkeit, die selbsttätige Regelung zu unterbrechen, ist :dadurch
gegeben, daß der Steuerkörper mit einem Handgriff versehen ist, um ein Anheben des
Ventils von Hand aus zu ermöglichen.
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Die Erfindung sieht auch vor, daß an, Stelle einer direkten Drosselung
der Hauptgasleitung eine Steuerleitung gedrosselt werden kann. Dieses hat den Vorteil,
daß die ganze Abmessung der Regelanlage nur sehr klein gehalten zu werden braucht.
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Die Zeichnung stellt einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung .dar, und zwar zeigt Abb. i ein Ausführungsbeispiel des Steuerkörpers
im Schnitt und Abb. 2 den gleichen Steuerkörper mit einer Einrichtung, die es gestattet,
auf das Drosselventil von Hand aus zusätzlich einzuwirken, Abb. 3 einen Steuerkörper
reit Membran und -in Verbindung mit einer Drosselklappe, Abb. 4 einen Steuerkörper
mit einer axial verschiebbaren Klappe als Drosseleinrichtung, Abb. 5 einen als Kugel
gestalteten Steuerkörper und Abb. 6 einen als Membran ausgeführten Steuerkörp-er,.:der-über_eine=Steuerleitung
auf eine nicht dargestellte Drosseleinrichtung einwirkt.
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In Abb. i ist ein gasbeheizter Dampfkessel i dargestellt, unterhalb
dessen sich der Brenner 2 befindet, dem der Brennstoff durch :die Leitung 3 zugeführt
wird. Von dem Dampfkessel zweigt eine Leitung 7 ab, die zu dem Gehäuse 6 führt,
in dem ein Steuerkörper 4 angeordnet ist. Oberhalb des Steuerkörpers ist eine Drosselklappe
5 vorgesehen, die den Zutritt des Brennstoffes ,zu der Leitung 3 und -damit zu dem
Brenner :2 drosselt. Der Steuerkörper 4 ist als ein in dem Gehäuse 6 mit mehr oder
weniger Spielraum verschiebbarer Kolben ausgeführt. Der untere Teil des Kolbens
ist als Kegel ausgebildet. Dieser Kegel sitzt als Ventilkörper auf dem Ventilsitz
16 der Dampfleitung 7 auf. Auch .der obereTeil des Kolbens ist als Kegel ausgebildet,
der in eine entsprechende hohlkegelförmige Ausdrehung 17d .des Gehäuses 6 paßt und
in angehobener Lage eine Abdichtung herbeiführt.
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Befinden sich die Teile der Einrichtung in der in Abb. i dargestellten
Lage, so nimmt zunächst die Drosselplatte 5 ihre tiefste Stellung ein und der Steuerkörper
4 sitzt mit seinem unteren Ventilkegel in der Öffnung der Dampfleitung 7 auf ä--,m
Ventilsitz 16 auf und schließt diese ab. Dabei ist die Brennstoffleitung zu .dem
Brenner 2- voll geöffnet und -dieser brennt mit großer Flamme, wodurch :das Ankochen,
etwa wenn es sich um einen _ Speisekessel handelt, .erfolgt. Erreicht der Dampfdruck
eine bestimmte Höhe, die dem Gewicht des Steuerkörpers 4 einschließlich Drosselplatte
5 entspricht, so wirkt der Dampfdruck auf die volle Fläche des Steuerkörpers und
hält ihn in angehoberier Lage fest. Dabei 'hebt sich die Drosselplatte 5 und drosselt
entsprechend den Brennstoff, so daß -der Brenner 2 nur noch mit kleiner Flamme brennt,
die zum Fortkochen dient. Dabei kann man die Größe der Drosselung durch Verstellung
der Drosselplatte 5 auf der Spindele des Steuerkörpers entsprechend, einstellen.
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Die kleine Flamme brennt so lange, bis der Dampfdruck eine bestimmte
untere Grenze erreicht. Zunächst werden die durch Strahlung und Leitung entstehenden
Wärmeverluste durch die kleine Flamme ausgeglichen, so daß ein Absinken des Dampfdruckes
entweder nur ganz langsam oder überhaupt nicht erfolgt. .Wird etwa durch Öffnen
des Kessels der Wärmeverlust. größer, so sinkt der Dampfdruck unter eine bestimmte
untere Grenze, wodurch der Steuerkörper :durch sein Gewicht wieder nach unten fällt
und damit die Platte 5 den Brennstoff wieder voll dem Brenner zuströmen läßt, so
daß jetzt wieder die große Flamme brennt.
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Es können alle benötigtem Stufen des Betriebes selbsttätig auf den
günstigsten Brennstoffverbrauch geregelt werden, ohne daß ein Eingreifen. von Hand
aus erforderlich ist. Da die Bauteile einfach, dauerhaft und übersichtlich sind,
so benötigen sie kaum der Wartung, und Betriebsstörungen sind so gut wie ausgeschlossen.
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In Abb. 2 ist die Anordnung gleich der in Abb. i, nur mit dem Unterschied,
daß zwischen Steuerkörper 4 und Drosselplatte 5 noch ein Gasventilkörper 8 eingeschaltet
ist, :der als Doppelkegel ausgeführt ist und der in seiner oberen und unteren Endstellung
in seinem Gehäuse Dichtungsabschlüsse herbeiführt. Der Steuerkörper trägt einen
Griff 9, mit dem man die Drosseleinrichtung von Hand aus zusätzlich betätigen kann.
und der auch zugleich jeweils den Betriebszustand sichtbar macht. Durch Hochheben
des Griffes 9 wird der Gasdurchgang gedrosselt, etwa beim Anzünden des Brenners,
da die kleinere Flamme sich leichter und verpuffungsfreier anzünden läß.t als die
große Flamme. Durch Herunterdrücken des Griffes kann kurzzeitig ein höherer Druck
und damit ein kräftigeres Aufkochen ermöglicht werden. Auch läßt sich der Druckanstieg
zwischen der oberen und unteren Druckstufe durch Anheben des Drosselventils unterbrechen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.3 ist der Steuerkörper als Membran
4 ausgebildet, die in dem Gehäuse 6 befestigt ist und sich mit einem Ventilteller
auf die Dampfleitung 7 aufsetzt. Ein Stößel io verbindet die Membran mit einer drehbaren
Drosselklappe 5, die in, der Brennstoffleitung 3 angeordnet ist.
Bei
diesem Ausführungsbeispiel ist eine Feder vorgesehen, die den Ventilkörper der Membran
4 unter bestimmten. Druck auf ihren Sitz drückt. Von .der Stärke der Federspannung,
die regelbar sein kann, ist der die Umsteuerung bewirkende Dampfhöchstdruck abhängig.
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Auch in Abb. 4 ist der Steuerkörper 4,als Membran ausgebildet, die
unter der Wirkung der Feder i i steht. Die Leitung 7 führt zur Seitenwand 12 eines
Speisekochkessels, der aus dem Wasser- bzw. Dampfkessel 15 und dem Innenkessel 13
besteht. Der Innenkessel ist mit einem Deckel 14 verschließbar. Wenn ein bestimmter
Druck, etwa der zulässige Druck für den Dampfkessel von o,5 atü erreicht ist, so
wird der Steuerkörper zunächst von der Dampfzuleitung abgehoben: und schnellt dann
unter der Wirkung des Dampfes entgegen der Spannung der Feder i i in. seine Offenstellung.
Dabei wird die Brennstoffzufuhr durch die Platte 5 gedrosselt. Die kleine Flamme
brennt jetzt so lange, wie Heizung und Abstrahlung in Gleichgewicht sind, also etwa
bei einem Druck von o,i5 bis o,2 atü. Wird das Gleichgewicht gestört, etwa durch
Öffnen des Deckels 14, so sinkt der Dampfdruck und bei einem bestimmten niedrigen
Druck überwindet die Kraft der Feder i i diesen Druck und schließt damit die. Dampfleitung
wieder ab, wodurch der Gaszutritt zum Brenner 2 freigegeben wird und die große Flamme
wieder brennen kann.
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In Abb. 5 ist der Steuerkörper als Kugel 4 ausgebildet, die zwischen
zwei Sitzen 16 und 17 bewegbar ist. Dabei kann ein begrenzter Spielraum der Kugel
in dem Gehäuse 6 vorgesehen. sein.
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In Abb. 6 ist der Steuerkörper 4 als Membran ausgebildet. Er wirkt
nicht unmittelbar, sondern über eine Steuerleitung 18 und ig auf die Drosselvorrichtung
ein. Die Steuerleitung ist an ein an sich bekanntes Membranventil angeschlossen
und in der Zeichnung nicht dargestellt.