DE100435C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Durch die neue Vorrichtung werden Menge und Druck des sich im Dampferzeuger entwickelnden Dampfes durch eine selbstthä'tige Regelung der Speisewasserzufuhr und der dem Erzeuger zugeführten Wärme in einem vorher bestimmbaren Verhä'ltnifs gehalten und geregelt. Das Regelungsrohr d erstreckt sich aufsen an einem oder mehreren Dampferzeugungsrohren α aⁿ im Feuerraum, mit welchen es auf seiner ganzen Länge oder auf einen Theil seiner Länge in metallene Verbindung gebracht ist. ■". Hierbei sind die beiden Enden des Regelungsrohres aiifserhalb des Erzeugers mit einer Kammer ρ verbunden, so dafs durch das Regelungsrohr ein Flüssigkeitsumlauf stattfindet, wenn demselben Wärme zugeführt wird.

Fig. ι zeigt eine vordere Ansicht und Fig. 2 einen Höhenschnitt eines Dampferzeugers. Fig. 3 zeigt im Höhenschnitt einen Theil eines Brenners in gröfserem Mafsstabe. Fig. 4 zeigt den Höhenschnitt einer Abart des Regelers, und Fig. 5 zeigt die Seitenansicht einer Abart des Dampferzeugers.

Bei der in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung ist eine Anzahl schlangenförmiger Dampferzeugungsrohre α α¹ α² u. s. w. über einander um ein mittleres Rauchrohr e angeordnet, und diese Rohre sind mit einander verbunden. Die Rohre sind' zweckmäfsig von verschiedenen Durchgangsweiten und derart angeordnet, dafs die engeren Rohre oben und die weiteren Rohre unten liegen. Die oberste Rohrschlange α ist mit dem Speisewasserzuführungsrohr 2 und das unterste Rohr a¹⁰ mit einem Rohr c verbunden, welches den Dampf des Erzeugers der Verbrauchsquelle zuführt.

Mit den Erzeugungsrohren α bis a^w ist ein Regelungsrohr d verbunden, welches durch Löthung oder sonstwie mit einer, oder mehreren Windungen einer jeden oder einer beliebigen Anzahl der genannten Rohrschlangen metallisch vereinigt ist. Dadurch, dafs das Rohr d zwischen zwei Windungen des Erzeugungsrohres angeordnet ist, wie in dem unteren Theil der Rohrgruppe gezeigt ist, ist dasselbe mehr oder weniger vor der unmittelbaren Einwirkung des Feuers geschützt. Das genannte Rohr wird zweckmäfsig in allen Fällen in metallische Verbindung mit denjenigen Theilen der Dampferzeugungsrohre gebracht, bei welchen am meisten die Gefahr der Ueberhitzung vorliegt. Die Rohre α bis a¹⁰ und d werden von einem Gehäuse f umschlossen, an welches sich das Rauchäbzugsrohr f¹ anschliefst. . Die den Rohren zugeführte Wärme wird durch einen Brenner erzeugt, der im unteren Theil eines zweiten Gehäuses h eingeschlossen ist, dessen oberer Theil zweckmäfsig das Gehäuse f umgiebt, derart, dafs zwischen den beiden Gehäusen ein freier Raum verbleibt, durch welchen Luft zur Unterstützung der Verbrennung zugeführt wird. Die Luft tritt durch die Oeffnung h¹ in 'die Decke des Gehäuses h ein, über welcher Oeffnung ein Schutzring j vorgesehen ist, welcher von dem Abzugsrohr f¹ abzweigt. Die eintretende Luft wird auf dem Wege nach dem Brenner zwischen den beiden Gehäusen

erwärmt. Der in Fig. ι und 2 gezeigte Regeler besteht aus einem Cylinder k, in welchen ein durch Feder / belasteter Kolben k¹ pafst. Die Feder Z ist zweckmäfsig in einer geschlossenen Kammer Z¹ über dem Cylinder angeordnet. Die Kolbenstange A:² steht mit einem Arm m in Verbindung, welcher bei m¹ drehbar an einem Bock m² befestigt ist. Das untere Ende des Cylinders k ist durch ein Rohr η mit dem unteren Theile eines Gefäfses ρ (Fig. 1) verbunden, welches aufserhalb des Dampferzeugers liegt und mit den beiden Enden des Regelers d verbunden ist. Der Raum unterhalb des Kolbens im Cylinder k, das Rohr η, das Regelungsrohr d und ein Theil der Kammer ρ werden mit Wasser oder einer anderen geeigneten Flüssigkeit gefüllt. Durch diese Anordnung wird ein durch das Regelungsrohr ziehender Kreislauf geschaffen, wenn diesem Rohre Wärme zugeführt wird. Es wird somit jedes Ueberhitzen eines Theiles des Regelungsrohres vermieden. Die Kammerp ist derart in Verbindung mit dem Rohr d angeordnet, dafs das Rohrsystem bis zu einer Höhe oberhalb des oberen Theiles des genannten Rohres d mit Flüssigkeit gefüllt werden kann, und der obere Theil der Kammer ρ ist bisweilen derart eingerichtet, dafs er als Luftkammer dient. Es wird jedoch vorgezogen, das obere Ende der Kammer mittelst einer Kappe zu versehliefsen, welche aus einer Luftkammer ρ¹ besteht, so . dafs stets eine geeignete Menge Luft in dem Regeler eingeschlossen ist, die als Polsterung dient, um eine Expansion der Flüssigkeit zu gestatten, ehe diese in Dampf umgewandelt wird.

Wird Dampf in einem Theil des Regelungsrohres d erzeugt, so wird offenbar der Druck durch die Flüssigkeit weiter übertragen und in dem Rohr η und im Cylinder k auf den Kolben k^l zur Einwirkung gelangen. Wächst dieser Druck so weit, dafs er die Kraft der Feder Z überwinden kann, so wird der Kolben angehoben und der Hebel m um seinen Zapfen aufwärts gedreht.

Um diesen Vorgang zum Regeln der Zufuhr des Wassers nach dem Erzeuger α bis a¹⁰ auszunutzen, ist in das Speiserohr b ein Cylinder q eingeschaltet, in welchen ein Kolben oder ein Ventil q^l pafst, welches durch Lenkstangen q'² mit dem oberen Ende des Hebels m verbunden ist. In der untersten Stellung des genannten Hebels schliefst das Ventil q^[ gerade die Kanäle in dem Cylinder q ab, welche mit den beiden Theilen des Speiserohres b verbunden sind. Wird in den Rohrschlangen a bis a¹⁰ Dampf erzeugt, so ist der Druck in dem Rohr d und an der Unterseite des Kolbens k¹ gerade grofs genug, um den Kolben q¹ um ein Geringes anzuheben und den Durchgang für das Speisewasser durch den Cylinder q offen zu halten. Wird ein Theil der Rohrschlangen α bis a¹⁰ über eine vorher bestimmbare Temperatur angewärmt, so erhöht sich der Druck in dem Regelungsrohr d und Cylinder k, und der Kolben q¹ wird angehoben , so dafs mehr Speisewasser in die Rohrschlangen α bis a¹⁰ getrieben wird. Erniedrigt sich die Temperatur in den Rohrschlangen, so verringert sich auch der Druck in dem genannten Regelungsrohr und Cylinder, und der Kolben ^r¹ wird unter Einwirkung der Feder Z abwärts bewegt, so dafs die Zuführung des Speisewassers nach dem Erzeuger verringert wird.

Um das beständige Arbeiten der Speisepumpe trotz der Veränderungen im Durchgangsquerschnitt durch den Cylinder q zu ermöglichen, kommt ein Sammler r zur Verwendung, welcher mit dem Theil des Zuführungskanales zwischen zwei Rückschlagventilen s und s¹ in Verbindung steht und aus einem Cylinder mit im Inneren angeordneten Kolben r¹ besteht, über welchem eine Feder r'² angeordnet ist, oder aus einem Windkessel. Es kommt auch ein Ueberlaufrohr t zur Anwendung, welches durch ein belastetes Ventil t^l geregelt wird. Giebt die Speisepumpe mehr Wasser, als erforderlich, an den Erzeuger ab, so wird der Wasserüberschufs entweder in dem Sammler r oder durch das Ventil t¹ und durch das Ueberlaufrohr ausgetrieben. Die Kolbenstange r³ des Sammlers reicht durch den Deckel des Cylinders und ist hier mit einem Handgriff r⁴ versehen, so dafs der Sammler beim Anlassen des Erzeugers als Handpumpe zum Eintreiben von Wasser in den Erzeuger dienen kann. Gewünschtenfalls kann der Sammler r auch fortfallen.

Soll auch die Zuführung des Brennmaterials zum Heizen des Erzeugers selbstthätig geregelt werden, so wird der Regelungshöbel m zweckmäfsig derart angeordnet, dafs er die Oeffnungen des Gasbrenners öffnet und schliefst. Es kann jedoch noch die Anordnung derart getroffen werden, dafs die Regelungsvorrichtung auf ein Ventil einwirkt, welches in einem Zuführungsrohr für flüssiges Brennmaterial sitzt.

Der in Fig. 2 und 3 gezeigte Gasbrenner besteht aus einem Schieberventil g, welches im Inneren eines Gehäuses g¹ angeordnet ist. Dieses Gehäuse ist durch ein Rohr u¹ mit einer ringförmigen, als Theil des Vergasers dienenden Kammer w² verbunden, welcher Vergaser auch eine Anzahl von Rohren u besitzt, welche an ihrem oberen Ende mit der ringförmigen Kammer n^% in Verbindung stehen und an ihrem unteren Ende mit der ringförmigen Kammer v. Diese Kammer steht mit einem Rohr ν¹ zum Zuführen von flüssigem Kohlenwasserstoff in Verbindung. Das Schieberventil g ist durch eine Lenkstange g² an den

Querstab w^l angeschlossen, welcher an einem Ring w befestigt ist. Der Ring ist mittelst eines Bajonnetverschlusses an einem Auge am Hebel m festgelegt, so dafs die von dem Brenner ausströmenden Gase durch den Ring dringen müssen. Das genannte Ventil ist an der Umfläche mit keilförmigen Ausschnitten g⁹ versehen (Fig. 3), durch welche die Dämpfe austreten können, und welche in Verbindung mit der oberen Kante des Gehäuses g derart angeordnet sind, dafs beim Anheben oder Senken des genannten Ventils der Durchgangsquerschnitt für die Dämpfe verringert oder vergröfsert wird. Es können auch anders gestaltete Nuthen oder Schlitze an dem Ventil g vorgesehen werden, um den Durchgangsquerschnitt je nach der Bewegung des Ventils g zu verändern.

Unterhalb des Brenners befindet sich eine Schale zur Aufnahme, von Spiritus, welcher zum Anlassen des Gasbrenners angezündet wird und durch eine schräge Rinne y^l oder in irgend einer anderen geeigneten Weise eingegossen wird.

Bei den oben beschriebenen Hülfsmitteln wird, wenn der Hebel η infolge von Druckveränderungen im Regeler gehoben oder gesenkt wird, der gesammte Durchgangsquerschnitt für den Abzug der Dämpfe von dem Brenner verringert oder vergröfsert, so dafs die dem Erzeuger zugeführte Wärme dementsprechend geändert wird. Die oben genannte Feder / kann auch durch ein Gewicht ersetzt werden. Durch Einstellen der genannten Feder, durch Vergröfsern oder Verkleinern des Gewichtes auf dem genannten Hebel kann jeder ,gewünschte Druck im Kessel aufrecht gehalten werden.

Die Wirkungsweise des Apparates ist folgende:

Beim Anzünden des vom Brenner kommenden Gases wird das Wasser im Rohr d erwärmt, und in dem genannten Rohr und in dem mit demselben verbundenen Cylinder k wird ein Druck erzeugt, so dafs der Kolben k¹ angehoben wird und Wasser in die Erzeugerrohrschlangen α bis α¹⁰ eingepumpt wird, beispielsweise mittelst der Pumpe r. Der Regeler kann dann in der oben beschriebenen Weise arbeiten, um die Zufuhr des Speisewassers und der Wärme zu dem Erzeuger selbsttätig zu regeln.

Ergiebt sich z. B., dafs die Wärmezufuhr stärker ist, als erforderlich, um das eingeführte Speisewasser bei dem Durchgang durch den Erzeuger zu verdampfen, so wird der Kolben k weiter gehoben, so dafs auch der Kolben q^l gehoben wird und eine gröfsere Menge Speisewasser in den Dampferzeuger gelangen kann. Genügt die Wärmezufuhr nicht, um das eingelassene Speisewasser zu verdampfen, so wird der Regeler in solcher Weise arbeiten, dafs der Kolben q^l niedergedrückt wird und die Wasserzufuhr sich verringert. Ereignet es sich aus irgend einer Ursache, dafs kein Speisewasser eintritt, so kommt der Regeler derart zur Thätigkeit, dafs die Wärmezufuhr zum Dampferzeuger erheblich verringert und somit. Ueberhitzen vermieden wird. Ist die Wärmezufuhr somit verringert und ereignet es sich, dafs die Dampfauslafsöffnung geschlossen ist, so dafs kein Dampf entweichen kann, so wird bei erneuter Wasserzufuhr Dampf im genannten Erzeuger entwickelt, und der Regeler kommt in der Weise zur Thätigkeit, dafs die Speisewasserzufuhr verringert und die Wärmezufuhr vergröfsert wird , bis der Dampfdruck im Regeler den Druck der Speisewasserzuführung übersteigt. Der Regeler arbeitet dann in der Weise, dafs die Wärmezufuhr zum Erzeuger erheblich vermindert und die Speisewasserzufuhr durch den Dampfdruck im Erzeuger unterbrochen wird. Das Entlastungsventil t¹ im Speisewasserzuführungsrohr Öffnet sich, um die überschüssige Menge des Speisewassers abzulassen. Werden die Dampfauslässe geöffnet, "so wird der Dampfdruck im Erzeuger verringert, und Speisewasser kann von neuem in den Erzeuger eintreten. Der Regeler kommt dann zur Thätigkeit, um die Wärmezufuhr zu vergröfsern und die Zufuhr des Speisewassers im Verhältnifs zur Wärmezufuhr zu regeln. Wird Wärme zugeführt, und enthält der Erzeuger Speisewasser, während sämmtliche Auslässe geschlossen sind, so wird Dampf in den Erzeugerrohren entwickelt, bis der Druck in den letzteren genügt, um den Regeler zu bethätigen. Die Wärmezufuhr wird dann erheblich verringert, wodurch vermieden wird, dafs der Dampfdruck ein gewisses Mafs überschreitet.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Abart des Regelers ist das Schieberventil g des Gasbrenners unmittelbar am oberen Ende der Kolbenstange k² befestigt, und der Kolben ^¹ ist an einem Kreuzkopf k^s befestigt, der an der genannten Kolbenstange k² sitzt. Die genannte Stange reicht in diesem Falle durch eine Stopfbüchse gⁱ unterhalb des Ventilgehäuses g¹ des Brenners.

Bei der in Fig. 5 gezeigten Abart steht ein Herd mit dem Inneren des Gehäuses/ in Verbindung, welches die Rohrschlangen α bis a^ln und das Regelungsrohr d umschliefst. Unterhalb des Feuerröstes des Herdes ist ein Dämpfer P zum Regeln oder Einstellen des Zuges angeordnet. Ein Arm B¹, welcher auf der Spindel dieses Dämpfers sitzt, ist durch einen Stift B'² mit dem Regelungshebel in verbunden, wobei für diesen Stift ein Schlitz m³ in dem Hebel vorgesehen ist, so dafs unter Einwirkung des Hebels m der Dämpfer geschlossen oder geöffnet und somit die Wärmezufuhr zum Erzeuger geregelt wird durch

Aendern der Luftzufuhr zur Förderung der Verbrennung.

Wird die Erfindung auf grofse Dampfkesselanlagen angewendet, so kommt zweckmäfsig eine Anzahl Kessel zur Verwendung, von welchen der Dampf einem gemeinsamen .Hauptrohr zugeführt wird, und jeder Dampferzeuger wird mit einer besonderen Regelungsvorrichtung ausgestattet zum Regeln des eigenen Brennmaterials und der Wasserzufuhr, unabhängig von den anderen Kesseln.

Die Construction kann Abänderungen unterworfen werden, ohne vom Wesen der Erfindung abzuweichen; so kann z. B. jede andere geeignete Vorrichtung zum Regeln der Zufuhr mit Hülfe des oben beschriebenen Regelers Anwendung finden. Es kann auch der genannte Regeler mit einem Dämpfer im Rauchrohr in Verbindung gebracht werden oder mit irgend einer anderen Vorrichtung, durch welche die dem Erzeuger zugeführte Wärme geändert werden kann. Gewünschtenfalls können auch getrennte Regelungsrohre Verwendung finden, von denen das eine die Zuführung des Speisewassers und das andere die Zuführung der Wärme regelt, oder es kann auch ein Regelungsrohr derart angeordnet werden, dafs es auf getrennte Kolben zum Regeln der Speisewasserzufuhr und Wärmezufuhr einwirkt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Selbsttätiger Regeler für Dampferzeuger, dadurch gekennzeichnet, dafs der Durchgangsquerschnitt für das Speisewasser vergröfsert und gleichzeitig die Brennmaterialzufuhr nach der Feuerung verringert wird₇ wenn die Temperatur in den Verdampfungsrohren steigt, und die entgegengesetzte Wirkung eintritt, wenn die Temperatur fällt, wobei die Regelungsvorrichtung (k) bei der Druckveränderung in dem Regelungsrohr (d) bethätigt wird, welches sich zwischen oder neben einigen Rohren oder Rohrwindungen (a-aⁿ) des Dampferzeugers entlang erstreckt und in metallener Verbindung mit demselben steht, ohne dafs eine Verbindung der Innenräume dieser Rohre stattfindet.
2. 2. Eine Ausführungsform des im Anspruch ι gekennzeichneten Regelers, bei welchem ein Kolben (q^l) zum Aendern des Durchgangsquerschnittes des Speisewasserrohres (S) und ein genuthetes Schieberventil (g) zum Aendern der ßrennmaterialzufuhr durch einen drehbaren Hebel (m) und durch Lenkstangen (q² g²) oder durch eine Platte (k^a) und eine Stange (k²) mit dem belasteten Kolben (k¹) des Regelungscylinders (k) in Verbindung stehen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen