DE216941C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 216941 -KLASSE 14 Ä. GRUPPE

SOClfiTE SAUTTER HARLfi & CIE in PARIS.

Wärmespeicher für intermittierend arbeitende Dampfmaschinen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. Dezember 1907 ab.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmespeicher für intermittierend arbeitende Dampf-. maschinen, wie Bergwerksfördermaschinen und .Walzenzugmaschinen, welcher einen Ausgleich zwischen dem von der Hochdruckmaschine abströmenden und dem der Niederdruckmaschine zuströmenden Dampfe herbeiführt, und in bekannter Weise mit etagenförmigen Teilen versehen werden kann.

ίο Von den bekannten Einrichtungen dieser Art unterscheidet sich der Erflndungsgegenstand dadurch,' daß radial angeordnete, etwas geneigte Düsen den Dampf in ringförmige Tröge leiten und dem Wasser eine kreisförmige Bewegung erteilen, so daß Wirbelungen im kreisenden Wasser entstehen und infolgedessen ein innigeres Mischen von Dampf und Wasser stattfindet und dadurch sowohl ein besserer Ausgleich zwischen den Temperaturen des zuströmenden Dampfes und des im Wärmespeicher . vorhandenen Wassers, als auch eine leichtere Dampf entwicklung aus letzterem bewirkt wird.

Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen dargestellt.

Fig. ι ist ein Vertikalschnitt einer Ausführungsform durch die Achse des Dampfsammlers. Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt nach A-A der Fig. i.

Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch einen Apparat mit vielfachen Wasseroberflächen.

In den Fig. 1 und 3 hat der Behälter 1 des Wärmespeichers' zylindrische Form. Er ruht auf einer unten liegenden Grundplatte 2, während sein oben gelegener Teil 3 eine entsprechende Wölbung besitzt. . ··;'·

Die Achse des Apparates wird durch ein Dampfzuströmrohr 4 gebildet, durch welches der aus der Hauptmaschine auspuffende Dampf eintritt.

Dieser Dampf wird durch eine bestimmte Anzahl seitlicher Kanäle 5 verteilt, deren Zahl veränderlich ist, je nach dem Umfang des Apparates. So sind in den Fig. 1 und 2 z. B. vier Verteilerkanäle gezeichnet. Diese enden in Düsen 6, die jedesmal auf dem Boden des betreffenden Konstruktionsteiles angebracht sind. Diese Düsen 6 besitzen jede auf einer einzigen Seite eine längliche Öffnung, die ungefähr radial zur Achse des Zylinders gerichtet ist, welcher den Körper des Wärmespeichers bildet. Die Öffnung ist vorzugsweise länglich und steigt wegen des Kreisens des Wassers von der Mitte nach der Peripherie zu an. In den Fig. ι und 2 sind die Düsen 6 in einen ringförmigen Trog hineingetaucht, der von der Wand ι des Apparates, dem Boden 2 und einer inneren zylindrischen Wand. 7 gebildet ist, welche als Wasserablaß dient und Auslauföffnungen 8 hat; um die Höhe der Was.serschichten zu begrenzen, welche die Rohre bedecken.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Apparat sind mehrere gleichartige ringförmige Tröge vorgesehen, die einer über dem andern liegen und von denen jeder eine Düse 6 enthält, welches von der Dampfzuleitung 4 her gespeist wird. .-Die Dampfzuleitung 4 ist an ihrem unteren

Ende abgeschlossen, wo sich ein paralleles Ausströmrohr 9 von kleinerem Querschnitt wie das Rohr 4 befindet. Dieses Rohr 9 ist an seinem oberen Teil offen und dem im Innern des Apparates herrschenden Druck unterworfen. Es erfüllt hier die Rolle eines Siphons und bezweckt, zu verhindern, daß das Wasser, welches die Düsen 6 bespült, durch die Rohre 5 in das Innere des Zuleitungsrohres 4 zurücksteigen kann.

Das durch die Öffnungen 8 und das Rohr 9 abfließende Wasser wird nach außen durch einen schwanenhalsförmig gestalteten Siphon 10 geführt.

Von dem oberen Teil 3 des Apparates, der einen Dampfdom bildet, geht der Ausflußkanal 11 ab, welcher zur Hilfsmaschine hin führt.

Der Dampfdom ist ferner mit einem Sicherheitsventil 12 versehen.

Schließlich befindet sich an dem oben gelegenen Teil des Bodens 3 der Druckregler, welcher je nach dem im Wärmespeicher herrschenden Druck das direkte Strömen des Dampfes vom Zuführrohr 4 nach dem Abführ-.

kanal 11 gestattet oder verhindert. Dieser Druckregler besteht aus einem in der Vertikalachse ausbalancierten Kolbenschieber 13, der sich in dem Zylinder 14 verschiebt.

Die Stange 15 des Kolbenschiebers 13 sitzt an einem Schwimmer 16, welcher in Wasser oder sonst einer Flüssigkeit schwimmt, die in dem vertikalen Rohr 17 enthalten ist. Dieses Rohr ist an seinem oberen Teil offen und infolgedessen dem inneren Druck des Wärme-Speichers unterworfen.

Der untere Teil des Rohres 17 ist durch ein Rohr 18 mit einem anderen vertikalen Rohr 19 verbunden, welches sich außerhalb des Apparates befindet.

Dieses Rohr 19 birgt eine gewisse Menge der . Flüssigkeit, welche dem Druck der atmosphärischen Luft unterworfen ist.

Wenn nun der Druck im Innern des Wärmespeichers der atmosphärische Luftdruck ist, und wenn die in den Rohren 17 und 19 enthaltene Flüssigkeit dieselbe ist, wird der Spiegel in beiden Rohren sich gleich hoch einstellen.

Dieser Flüssigkeitsspiegel muß nun so geregelt . werden, daß unter diesen Bedingungen der Schieber 13 vollständig die Aussparungen 20 schließt, wobei diese mit dem Rohr 4 in Verbindung stehen. Ein auf der Stange 15 des Schwimmers 16 angebrachter Anschlag 22 verhindert, daß der Schieber unter diese Stellung hinabsinkt, so daß eine Vermehrung des Druckes im Wärmespeicher, obwohl sie die Flüssigkeit im Rohre 17 nach unten drückt, doch ohne Einfluß auf den erwähnten Schieber bleibt.

Wenn nun im Gegenteil der Druck im Innern des Wärmespeichers sinkt, steigt der Flüssigkeitsspiegel im Innern des Unförmigen Rohres 17, und der Schwimmer 16 verschiebt sich senkrecht von unten nach oben und gibt die Aussparungen 20 des Zylinders 14 frei. Der von der Hauptmaschine kommende Dampf kann dann direkt von dem Züströmrohr 11 durch die Aussparungen 20 des Zylinders 14 strömen und in das Abführrohr zur Hilfsmaschine sich begeben.

Die Wirkungsweise des Apparates ist nun folgende:

Der von dem Zuführrohr 4 in die Düsen 6 kommende Dampf tritt aus diesen aus und verteilt sich unter sehr dünne Flüssigkeitschichten. Hier teilt er dem ihn umgebenden Wasser seine Geschwindigkeit mit, welches in den ringförmigen Trögen enthalten ist und sich bis zu einer gewissen Höhe oberhalb der Düsen erstreckt.

Die von dem Einfluß des Dampfes herrührende Energie reißt das Wasser mit und erteilt ihm eine kreisförmige und in bezug auf den Wärmespeicher konzentrische Bewegung. Da diese Düsen nun radial und gleichgerichtet angeordnet sind, addieren sich ihre einzelnen Wirkungen, um der gesamten Flüssigkeitsmasse eine kreisförmige Bewegung zu erteilen, welche auch selbst noch während eines Teiles der Ruheperiode des Hauptteiles der Maschine anhält. Die Hauptwirkung dieser dem Wasser mitgeteilten kreisförmigen Bewegung ist, daß die aus dem Rohr austretenden Dampfblasen horizontal in das Wasser eingeführt werden, wobei dieses also eine horizontale Bewegung erhält. Die Dampfblase hingegen ist zwei Kräften unterworfen: der von der Bewegung des Wassers herrührenden horizontalen Verschiebungskraft und dem vertikalen Auftrieb, der von dem Unterschied der spezifischen Gewichte zwischen Dampf und Luft herrührt. Die Resultierende dieser beiden Kräfte gibt also der Dampfblase eine schräg aufwärts gerichtete Bewegung, wodurch die Blase sich nach und nach der Oberfläche der Flüssigkeitsschicht nähert.

Man sieht also, daß durch diese Vorrichtung die Berührungsdauer der betreffenden Blasen mit dem Wasser wesentlich verlängert und die Mischung bei der Fluida verbessert ist, was den Wärmeaustausch im Wärmespeicher erheblich begünstigt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Wärmespeicher mit oder ohne etagenförmige Teilung für intermittierend arbeitende Dampfmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Wärmespeicher zuströmende Dampf aus radial in ringförmigen Trögen (7) angeordneten Düsen (6) horizontal unter die dünnen Wasserschichten in den Trögen geblasen und dadurch dem Wasser eine kreisende Bewegung erteilt wird, so daß die Dampfblasen infolge der schrägen

   Bewegung einen längeren Weg zurücklegen, mit Wasser länger in Berührung bleiben und sich innig mit dem kreisenden Wasser mischen..
2. 2. Ausführungsform des Wärmespeichers nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen aus einem Kolbenschieber (13) mit Schwimmer (16) bestehenden Druckregler, welcher durch die Schwankungen einer Wassersäule (ig) betätigt wird, um den Dampf der Hauptmaschine direkt zur Hilfsmaschine strömen zu lassen, wenn der Druck im Wärmespeicher unterhalb des nötigen Wertes herabgeht, und um direkten Durchgang zu verhindern, wenn der Dampf im Wärmespeicher diesen Druck wieder angenommen hat.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.