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Vorrichtung zur Wasserabscheidung in Dampferzeugern, insbesondere
in Lokomotiven Die Wasserabscheidung in Dampferzeugern, insbesondere in ortsbeweglichen
Dampferzeugern, bildet seit langem eine besonders wichtige Aufgabe, die eine praktisch
allgemein genügende Lösung noch nicht gefunden hat.
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Durch die Erfindung soll die Wasserabscheidung dadurch verbessert
werden, daß in den Dampfweg Venturirohre eingeschaltet werden. Der Leitgedanke ist
dabei der, daß im Venturirohr die Abscheidewirkung erhöht wird und daß an der Einschnürstelle
des Venturirohres ein Sog erzeugt wird, der zur Austragung des abgeschiedenen Wassers
aus der Vorrichtung nutzbar gemacht wird.
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Im Venturirohr herrscht an der Einschnürstelle die größte Geschwindigkeit
und der geringste Druck, während an den Ein- und Auslaufstellen eine Stauung eintritt,
also ein größerer Druck und eine geringere Geschwindigkeit bestehen. An diesen Stellen
findet also eine Bremsung im Dampfstrom statt, an der die spezifisch schwereren
Wasserteilchen anders teilnehmen als der Dampf, so daß ihre größere Fliehkraft zur
Ausnutzung gelangen kann, was namentlich an der Einlaufseite der Fall ist. Der erwähnte
Sog an der Einschnürungsstelle ist die Folge der erhöhten Geschwindigkeit. Er wird
durch einen Nebenschluß von dieser Stelle zur Austragstelle des abgeschiedenen Wassers
geleitet. Um die Fliehkraftwirkung der Wasserteilchen im Venturirohrkörper möglichst
stark zur Geltung zu bringen, wird das Venturirohr gekrümmt. Durch diese Krümmung
wird
gleichzeitig die Raumbeanspruchung wesentlich gemäßigt, was besonders bei Lokomotiven
von hoher Bedeutung ist. Schließlich wird dadurch die parallel der Stromrichtung
gerichtete Einmündung der hier endenden Sogleitung, die von der Wasserabscheidestelle
kommt, erleichtert.
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Weiterbildungen der Erfindung bestehen darin, daß von den verschiedenen
Wassersammelstellen aus eine gemeinsame nach außen führende Abblaseleitung vorgesehen
ist und daß eine Sicherung geschaffen wurde gegen den Übertritt von Wasser aus dem
Kessel in die Abscheidevorrichtung, was namentlich dann geschehen kann, wenn der
Wasserspiegel beispielsweise bei einer Kurvendurchfahrt hin und her schwankt, also
zu hoch steigt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel, und
zwar bei Verwendung an einer Lokomotive dargestellt. Es zeigt Abb. i einen Querschnitt
durch die Vorrichtung, Abb. 2 einen Grundriß, Abb. 3 einen Seitenriß.
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Abb.4 bis 5 zeigen Einzelheiten in größerem Maßstab.
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Das im Dampfdom i der Lokomotive angeordnete, die Dampfentnahme regelnde
Absperrventil 2 wird durch eine oben geschlossene Haube 3 von der üblichen Dampfzufuhr
von oben abgetrennt. Die Dampfzufuhr ist nach einer seitlich angeordneten Öffnung
verlegt, welche ihrerseits mit einem allseitig geschlossenen Kasten 4 umbaut ist.
Die Haube 3 und der mit ihr in Verbindung stehende Kasten 4 sind gegen einen starken
Außendruck genügend stark ausgeführt und bei 5 (Abb. i) gegen den Reglerkörper,
auf den sie mittels der Verschraubung 6 aufgepreßt werden, sowie gegen die obere
Reglerwelle 7 dampfdicht hergerichtet. Letztere ist zu diesem Zweck unterteilt und
an den Stumpfenden mit Vierkant (Abb. 2) versehen. Mittels einer über den außerhalb
der Haube 3 befindlichen Reglerwellenteil verschiebbaren Büchse 8 werden die Wellenteile
gekuppelt. Büchse 8 und Haube 3 sind gegeneinander durch Stopfbüchse abgedichtet.
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Der Dampf wird von oben her durch den oberen freien Kastenquerschnitt
über drei Venturirohre 9, io und ii unter mehrmaligem Richtungswechsel dem Regler
2 zugeführt. Mit den Venturirohren 9, io und i i sind rechteckige Blechstreifen
4o (Abb. 3) fest verbunden, mittels deren die Venturirohre durch Leisten 41 (Abb.
i und 3) in die Wand des Kastens 4 dampfdicht eingebaut werden. Die einzelnen Abdichtblechstreifen
sind zur Lagerung der Venturirohre mit sattelartigen Vorbauten versehen. Der Kasten
,¢ ist oben durch den Deckel 13 abgedeckt.
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Die Venturirohre 9, io und i i sind durch Dichtungsringe 14 und
15 (Abb. i und 4) gegen die Saugkammer 22 abgedichtet. Nach Abnahme des Deckels
13 bleiben sie einzeln zu Reinigungszwecken herausnehmbar.
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Die Venturirohre 9, io und i i sind über den Halbkreis hinaus gekrümmt,
sie besitzen einen großen Eintritts- und Austrittsquerschnitt und haben ihren Engstquerschnitt
im oberen Teil. Zwecks guter Unterteilung der Strömung sind im Ausführungsbeispiel
drei Venturirohre vorgesehen. Sie werden möglichst hoch in genügender Entfernung
voneinander und von dem Domdeckel, dessen Wölbung entlang, so angebracht, daß der
zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt möglichst stetig abnimmt. Um den Einströmteil
der Venturirohre ist ein nur oben offener Kasten 16 mit Wänden 12, die auch den
Kasten 4 bilden, so angeordnet, daß der einströmende Dampf möglichst hoch im Dom
entnommen wird. Die Rückwand des Kastens 16 verläuft unten senkrecht, alsdann aber
schräg aufwärts, bis sie die senkrechte Wand des Vorsatzkastens 17 trifft, um mittels
der in ihm oben angebrachten seitlichen Öffnung 18 vom Raum i9 aus (Abb. i und 3)
den vollen Kesseldruck im Raum 17 überall sicherzustellen. Mit Hilfe des Kastens
17 wird die Ablaufrinne 2o gebildet. Das Rohr 2i ist an der Ausströmseite
der Venturirohre so angebracht, daß es das ausgeschiedene Wasser des betreffenden
Venturirohres einer Saugkammer 22 zuführt (Abb. 4).
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In der Saugkammer 22 sind die Düsen 23, 24 und 25 (s. auch Abb. 4)
untergebracht. Diese sorgen unter Ausnutzung des aus den Venturirohren durch das
Rohr 26 kommenden Sogs für den Wasserabgang. Ähnliches geschieht im Rohr 21, das
das Wasser aus dem Ausströmteil der Venturirohre zur Rinne 2o befördert. Die Rinne
2o hat Gefälle in Richtung zu dem Abschlußorgan 26 (Abb. 2 und 5) mit dem Oberteil
37 und Unterteil 38, über das das Wasser nach dem Kessel zurückgelangt. Das Abschlußorgan
26 besitzt einen Kugelschwimmer 27 (Abb. 5). Es dichtet bei hohem Wasserstand nach
der Rinne 2o hin ab. Der Kugelschwimmer 27 ist ziemlich eng gefaßt, um keinen Beschädigungen
durch Stoßwirkung ausgesetzt zu sein. Da er nur mit seinem Auftrieb abdichtet, im
übrigen aber in der Rinne 2o wegen der Öffnung 18 nach dem Kanalinnern hin
ein ausgeglichener Druck herrscht, so kann sich der Kugelschwimmer nicht festsetzen.
Er verhütet wirksam eine Überflutung der Rinne 2o bei zu hohem Wasserstand im Kessel
und etwa dadurch bedingtes Ansaugen von Wasser. Die Böden der Kästen 4 und 16 sind
nach Rinnen 28 und 29 geneigt, so daß etwa in die Kästen gelangtes Wasser sich ansammeln
kann. Zum Abführen dieses Wassers ist eine besondere Entwässerung 3o durch den Domdeckel
hindurchgeführt, die nach Bedarf von Hand zu bedienen ist.
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Das sich schon durch den Anprall auf die Außenwand der Venturirohre
abscheidende Wasser wird durch die Rillen 3 i, die mittels eines Wulstes am Rand
der Venturirohre gebildet wird und Gefälle hat, durch Röhrchen 32 abgeleitet (Abb.
2).
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Da von der Krümmungsstelle der Venturirohre aus auf die Saugkammer
22 ein starker Sog durch die Leitungen 26 wirksam gemacht ist, wird sich eine Wasserrückführung
aus dem Rohr 2 1 nach der Rinne 2o auch dann ermöglichen lassen, wenn die Düsen
und das Rohr 21 höher verlegt sind und die Achse der Rohre 21 ein geringeres Gefälle
bekommt. Um die Ein- und Austrittsquerschnitte der Venturirohre
nicht
zu stark zu verengen, kann es sich als notwendig erweisen, den Rohren 21 statt eines
runden einen ovalen hochkant gestellten Querschnitt zu geben.
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Der Eintrittsquerschnitt der Venturirohre ist scharfkantig, also mit
geringer Haftkraft für abströmendes Wasser ausgeführt.
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Das Röhrchen 39 dient zur Wasserabfuhr aus der Rinne 28 nach der Düse
24 (Abb. 4).
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Der Dampfdüse 23 wird der Dampf aus dem Kastenraum 16 durch die untere
Öffnung 42 zugeführt (Abb. i).
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In der Abb.4 ist eine andere Anordnung der Düsen 23 am Ende der Rohre
21 gezeigt. Hier ist die Düse 24 dampf- und die Düse 23 wasserführend. Der Vorteil
liegt in einem geringeren Verspritzen des nun innenliegenden Wassers sowie einer
leichteren Dampfzuführung durch die Öffnung 33. Will man die Wasserrückführung noch
höher legen, so muß man sie zwischen die einzelnen Venturirohre verlegen. Die Rohre
21 muß man dann seitlich abbiegen und die Venturirohre seitlich weiter auseinanderlegen.
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Auf den Kugelverschluß 27 wird man bei dieser Ausführung verzichten
können.