DE465241C - Speisewasservorwaermer fuer Dampfkessel von Lokomotiven - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen an Speisewasservorwärmern für die Dampfkessel von Lokomotiven, und zwar insbesondere solche, die im wesentlichen einen Mischvorwärmer enthalten, in dem das durch eine Kaltwasserpumpe hineingepumpte Speisewasser durch seine Vermischung mit eingeleitetem Abdampf erwärmt wird, worauf das so gewonnene warme Wasser durch eine Warmwasserpumpe, die gewöhnlich zusammen mit der vorerwähnten Kaltwasserpumpe durch eine gemeinsame Dampfmaschine angetrieben wird, angesaugt und in den Dampfkessel gefördert wird.

Bei derartigen Speisewasservorwärmern müssen Vorrichtungen zum Regem des Wasserspiegels im Mischvorwärmer angebracht werden, da der Wasserspiegel stark schwankt. Die nach der Erfindung angeordnete Regelungsvorrichtung für den Wasserspiegel ist sehr einfach und beruht darauf, daß der Druck des Abdampfs im Mischvorwärmer, der höher ist als der Atmosphärendruck, dazu benutzt wird, das überschüssige Wasser,

as dessen Spiegel eine bestimmte Höhe übersteigt, in eine Ausgleichkammer zu drücken, die höher !angeordnet ist als der Wasserspiegel im Tender, so daß das überschüssige Wasser von dort aus in die Speiseleitung zurückfließen kann. Diese Ausgleichkammer steht mit dem Mischvorwärmer durch einen Kanal von engem. Querschnitt in Verbindung.

Der unter Druck in den Mischvorwärmer strömende Abdampf ist vorzugsweise der Abdampf der Lokomotivzylinder und der Abdampf des Zylinders, ider die Pumpen antreibt. -

Nach der Erfindung wird in der Leitung, durch die der Abdampf der Lokornotivzylinder in den Mischvorwärmer strömt, eine Drosselklappe angeordnet, die von der Dampfzuleitung zu den Zylindern aus in der Weisa gesteuert wird, daß sie sich beim Absperren der Dampfzufuhr schließt. Auf diese Weise dient während des Haltens der Abdampf der die Pumpen antreibenden Dampfmaschine zur Regelung des Wasserspiegels im Mischvorwärmer.

Die Erfindung kann sowohl für senkrecht stehende Vorwärmer verwendet werden, bei denen die Ausgleichkammer im oberen Teil des Mischvorwärmers angeordnet und mit diesem durch ein Steigrohr verbunden wird, wie auch für liegende Vorwärmer, bei denen die Ausgleichkammer und der Mischvorwärmer, der in diesem Falle oberhalb des Wasserspiegels im Tender angebracht wird, nebeneinander liegen und durch eine Öffnung von

geringem Querschnitt miteinander in Verbindung stehen.

Nach der Erfindung ist weiterhin noch eine Vorrichtung angeordnet, durch die die Gleichmäßigkeit des Wasserspiegels auch dann aufrechterhalten wird, wenn der Druck in der Mischkammer hierzu nicht ausreicht. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Ejektor, der in eine Leitung eingeschaltet ist, die mit ihrem !einen Ende in den Mischvorwärmer in der Höhe des Höchststandes des Wasserspiegels und mit ihrem anderen Ende in die vorgenannte Ausgleichkammer mündet, die oberhalb des Wasserspiegeis im Tender angeordnet ist. Dieser Ejektor kann mit Druckdampf aus beliebiger Quelle, vorzugsweise aber mit dem Abdampf der Dampfmaschine, die die Kalt- und Warmwasserpumpe antreibt, gespeist werden. In den Zeichnungen ist

Abb. ι ein senkrechter Schnitt durch einen stehenden Vorwärmer nach der Erfindung,

Abb. 2 eine Einzelheit im Schnitt nach Linie II-II der Abb. i,

Abb. 3 eine schematische Ansicht eines Hegenden Vorwärmers nach der Erfindung,

Abb. 4 ein stehender Vorwärmer nach der Erfindung mit Ejektor,

Abb. s ein entsprechender liegender Vorwärmer mit Ejektor.

Der Speisewasservorwärmer nach Abb. 1 enthält eine Dampfmaschine 1, die gleichzeitig eine Kaltwasserpumpe 2 und eine Warmwasserpumpe 3 antreibt. Die Kaltwasserpumpe saugt das kalte Wasser durch 'eine Leitung 4 aus dem Vorratsbehälter an und pumpt es in eine Kammer 5 und von da durch eine Leitung 7 und einen Zerstäuber 8, der im oberen Teil des Mischvorwärmers 6 angeordnet ist, in den letzteren. In den Mischvorwärmer strömt durch eine Leitung 9 der Abdampf der Lokomotivzylinder und durch eine Leitung 10 (Abb. 2) der Abdampf aus dem Zylinder der Dampfmaschine i. Der Abdampf tritt in den Mischvorwärmer mit einem Druck ein, der höher ist als der Aünosphärendruck. Durch Vermischung mit dem Abdampf wird das kalte Wasser erwärmt und sammelt sich alsdann im unteren Teile des Mischvorwärmers 6 an. Von hieraus wird das wärme Wasser durch eine Leitung ii<* von der Pumpe 3 angesaugt und in den Dampfkessel gepumpt. Die Mischung von Dampf und Wasser wird vorzugsweise so geregelt, daß der Druck im Mischvorwärmer 6 stets höher ist als der Atmosphärendruck.

'.Da die Förderinengen der Kaltwasserpumpes und der Warmwasserpumpe 3 veränderlich sind und daher der Spiegel des warmen Wassers im Mischvorwärmei 6 stark schwankt, wird nach der Erfindung zur Regelung des letzteren vorteilhaft der Druck des in den Mischvorwärmer 6 einströmenden Abdampfs verwendet. Hierzu ist in dem Mischvorwärmer 6 ein Steigrohr 11 angeordnet, dessen unteres Ende bis. zum Wasserspiegel 12 reicht, der dem normalen höchsten Wasserstand entspricht. Das obere Ende des Steigrohrs 11, das, wie aus Abb. 1 ersichtlich, im Innern des Mischvorwärmers 6 angebracht sein kann, steht durch eine enge Öffnung 13 mit einer Ausgleichkammer 14 in Verbindung, die stets oberhalb des höchsten Wasserstandes A im Tender hegen muß. Nach Abb. 1 besteht die Ausgleichkammer 14 mit dem Mischvorwärmer 6 aus einem Gußstück, jedoch kann sie selbstverständlich auch unabhängig vom Mischvorwärmer über diesem angebracht werden. Die Kammer 14 ist einerseits an ihrem unteren Ende mittels einer Leitung 15 und eines Mischbehälters 26 mit der Wasserzuleitung verbunden und mündet andererseits mit einer an ihrem oberen Ende angebrachten Öffnung 16 ins Freie.

In der Zuleitung 9 des Dampfes zum Mischvorwärmer befindet isich eine von einem Servomotor 18 gesteuerte Drosselklappe 17. Der Servomotor wird von der Dampfzuleitung zu den Lokomotivzylindern aus so gesteuert, daß die Drosselklappe 17 bei geschlossenem Reg- go ler der Lokomotive geschlossen und im umgekehrten Falle geöffnet ist. Die Einmündung der Leitung 10 in die Leitung 9 befindet sich vor der Drosselklappe 17.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende; Bei normalem Lauf treten der Abdampf und das kalte Wasser in den Mischvorwärmer 6 iein und vermischen sich in diesem zu warmem Wasser, das von der Pumpe 3 angesaugt und in den Dampfkessel gedrückt wird. Solange der Spiegel des warmen Wassers im MischvorWpänner unterhalb der Ebene 12 bleibt, strömt ejn Teil des Dampfes aus dem Mischvorwänner 6 durch das Steigrohr 11 in die Kammer 14 und 'entweicht aus dieser durch die Öffnung' 16. Wegen des kleinen Querschnitts der Öffnung 18 ist diese Dampfmenge nur sehr gering.

Sobald der Wasserspiegel im Mischvorwärmer 6 über die Ebene 12 steigt, wird durch den Druck im Mischvorwärmer das überstehende Wasser durch die Steigleitung 11 in die Kammer 14 gedrückt, aus der es durch die Leitung 15 in den Behälter 26 fließt und sich dort mit dem kalten Speisewasser vermischt. Auf diese Weise wird der Wasserspiegel im Mischvorwärmer 6 stets unterhalb der Ebene 12 gehalten. Wird der Regler der Maschine geschlossen, so schließt sich, wie bereits vorher gesagt, auch die Drosselklappe 17. In diesem Falle strömt nur noch der Abdampf der Maschine ι durch dje Leitung 10 in

den Mischvorwäimer 6. Dieser Dampf hat stets Überdruck und bewirkt daher weiterhin die Regelung des Wasserspiegels im Mischvorwärmer. Die Warmwasserpumpe 3 ist stets belastet, so daß ein Leerlauf nicht vorkommen kann.

In Abb. 3 ist ein liegender Speisewasservorwärmer mit den Verbesserungen nach der Erfindung dargestellt. Bei diesem sind wiederum die Maschine 1, die Kaltwasserpumpe 2 und die Warmwasserpumpe 3 vorhanden. Der Mischvorwärmer, der hier waagerecht angeordnet ist, erhält ebenso wie vorher einerseits das kalte Wasser durch, die Leitung 7 und den Zerstäuber 8 sowie andererseits den Abdampf durch die Leitungen 9 und 10. Der Mischvorwärmer enthält 'einen vertieften Teil 19, aus dem die Pumpe 3 das warme Wasser mittels einer Leitung 11" ansaugt, um es in den Kessel zu fördern. Der Mischvorwärmer 6 steht durch 'eine Öffnung 20 von kleinem Querschnitt mit einer Ausgleichkammer 21 in Verbindung, die wiederum an ihrem unteren Teile durch eine Leitung 22 mit dem Behälter 26 verbunden ist. Vom oberen Teil der Kammer 21 zweigt eine Leitung 23 ab, in die eine Dampfstrahlpumpe 24 eingeschaltet ist, die mit dem ebenso wie in Abb. 1 durch eine Leitung 10 zum Mischvorwärmer 6 strömenden Abdampf aus dem Zylinder der Antriebsmaschine 1 gespeist wird. Die Leitung 23 steht weiterhin durch eine Leitung 25 mit der Außenluft oder mit dem Schornstein der Lokomotive in Verbindung. Ebenso wie vorher ist bei der Vorrichtung nach Abb. 3 auch wieder die durch einen Servomotor 18 gesteuerte Drosselklappe 17 vorhanden. Selbstverständlich muß auch in diesem Falle die Ausgleichkammer 21 oberhalb des höchsten Wasserstandes A im Tender angeordnet sein. Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung entspricht der früher beschriebenen und ist folgende: Bei gewöhnlichem Lauf, bei dem der Spiegel des wannen Wassers in der Vertiefung 19 des Mischvorwärmers 6 unterhalb der Normalebene 12 steht, strömt ein kleiner Teil des Dampfes aus dem Mischvorwärmer 6 durch die Öffnung 20 in die Kammer 21 und entweicht durch die Leitung 23 ins Freie oder wird durch den aus der Leitung 10 in die Dampfstrahlpumpe 24 strömenden Dampf mitgerissen. Dieser Dampf strömt dann durch die Leitung 10 wieder in den Kondensator 6. Steigt dagegen der !Wasserspiegel im Mischvorwärmer 6 über die Ebene 12, so strömt unter dem im Mischvorwärmer 6 herrschenden Druck das überschüssige Wasser durch die Öffnung 20 in die Kammer 21 ein, aus der es durch¹ die Leitung 22 in die Speisewasserleirung zurückfließt.

Ebenso wie vorher hält auch hier wieder der durch die Leitung 10 zuströmende Abdampf der Maschine 1 den Wasserspiegel im Mischvorwärmer 6 unterhalb der Ebene 12.

Wenn zufällig, während der Regler der Lokomotive geschlossen ist und kein Dampf durch die Leitung 9 zuströmt, durch irgendwelche Umstände die Drosselklappe offen bleibt, so wird doch der Wasserstand geregelt, da das überschüssige Wasser durch die Wirkung seines Gewichts durch die Öffnung 20 strömt.

Selbstverständlich könnte man auch bei der Vorrichtung nach Abb. 1, ebenso wie bei Abb. 3, in die Leitung 10 eine Dampfstrahlpumpe einschalten, die den durch die Öffnung 16 der Kammer 14 ausströmenden Dampf mitnimmt.

In den Abb. 4 und S ist noch eine Zusatzvorrichtung dargestellt, die die Regelung des Wasserspiegels im Mischvorwärmer bewirkt, wenn der in diesem herrschende Druck dazu nicht ausreicht.

Abb. 4 zeigt einen stehenden Vorwärmer, bei dem in den Mischvorwärmer 6 in Höhe des höchsten Wasserstandes 12 eine Leitung

30 eingeführt ist, deren anderes Ende bei 20 in die Ausgleichkammer 14 mündet. In die Leitung 30 ist ein Ejektor 31 beliebiger Bauart eingeschaltet, der mit dem Dampf einer beliebigen Dampfquelle, vorzugsweise aber mit dem durch eine Leitung 3 2 zuströmenden Abdampf des Zylinders der Maschine i, gespeist wird. Der Dampf saugt in dem Ejektor 31 das Wasser an, das sich im Mischvorwärmer 6 oberhalb der Ebene 12 befindet. Es kann also auf diese Weise im Mischvorwärmer kein Wasserüberschuß auftreten. Diese Regelungsvorrichtung wirkt ebensogut wähnend des Laufes der Lokomotive wie auch während ihres Stillstandes, da der Druck des Abdampfs der Maschine stets ausreicht, um in dem Ejektor 31 die erforderliche Saugkraft aufrechtzuerhalten. Diese Regelungsvorrichtung, die stets äugenblicklich wirkt, ist also vollständig unabhängig von dem Druck des Abdampfs der Lokomotive. Ein anderer Vorzug 'dieser Vorrichtung besteht darin, daß man infolge der verhältnismäßig starken Wirkung des Ejektors

31 die Ausgleichkammer 14 in ziemlich großer Höhe anbringen kann, so daß es also möglich ist, den Vorwärmer selbst im unteren Teil der Lokomotive unterzubringen, während die Ausgleichkammer ihre Lage oberhalb des Wasserspiegels im Tender beibehält.

In Abb. s ist ein liegender Speisewasservorwärmer mit den Verbesserungen nach, der Erfindung dargestellt. Bei diesem sind¹ ebenfalls die Maschine 1 und die miteinander gekuppelten Pumpen 2 und 3 für kaltes und

warmes Wasser vorhanden. Der Mischvor¹ wärmer 6 ist hier waagerecht angeordnet.und erhält ebenso wie vorher von der einen Seite das kalte Wasser über die Leitung 7 und den Zerstäuber 8 und von der anderen Seite den Abdampf durch die Leitung 9. Der Mischvorwärmer 6 liegt hier oberhalb der Ebene A des Wassers im Tender, und die Ausgleichkammer ist zweckmäßig in der dargestellten Weise in der Verlängerung des Mischvorwärmers angeordnet.

Zur Regelung des Wasserstandes im Mischvorwärmer dient ebenso wie vorher eine Leitung 30, die einerseits in die Ausgleichkammer 14 mündet und andererseits in den Mischvorwärmer 6 in Höhe der oberen Wasserstandsgrenze 12 eingeführt ist. Der Ejektor 31 ist innerhalb des Mischvorwärmers 6 angeordnet und saugt unmittelbar das überschüssige Wasser an, das sich über ihm befindet. Ebenso wie vorher wird der Ejektor durch den Abdampf aus dem Zylinder der Dampfmaschine gespeist, wobei ihm der Dampf durch ein Rohr 32 zugeleitet wird. Die Regelung des Wasserspiegels im Mischvorwärmer vollzieht sich so unter den gleichen Umständen wie bei der vorher beschriebenen Vorrichtung. Es ist noch zu bemerken, daß ein innerhalb des Mischvorwärmers 6 angeordneter, das überschüssige Wasser unmittelbar ansaugender Ejektor auch bei der Vorrichtung nach Abb. 4 verwendet werden kann und daß man umgekehrt bei der Vorrichtung nach Abb. 5 den Ejektor an jeder beliebigen Stelle in die Leitung 30 einschalten kann.

Durch Vereinigung der Vorrichtungen nach Abb. ι oder 3 mit denen nach Abb. 4 oder 5 kann man einen Vorwärmer erhalten, bei dem dauernd eine Regelung des Wasserstandes entweder durch den Druck im Mischvorwärmer oder durch den vorbeschriebenem Ejektor oder durch beide gesichert ist.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Speisewasservorwärmer für Dampfkessel von Lokomotiven, bestehend aus einem Mischvorwärmer, in dem das durch eine Kaltwasserpumpe eingepumpte Speisewasser durch Mischung mit dem unter Druck zugeführten Abdampf erwärmt und

   . das so erhaltene wanne Wasser durch eine zusammen mit der Kaltwasserpumpe von einer Dampfmaschine angetriebene Warmwasserpumpe abgesaugt und in den Kessel hineingedrückt wird, dadbrch gekennzeichnet, daß, zur Regelung des Was-

   . serstandes im Mischvorwärmer (6) das eine bestimmte Ebene übersteigende überschüssige Wasser durch den den Druck einer Atmosphäre übersteigenden Abdampf im Mischvorwärmer in eine Ausgleichkammer (14) gedrückt wird, die oberhalb des Wasserspiegels im Tender so angeordnet ist, daß das überschüssige Wasser aus ihr durch sein Gewicht in die Speiseleitung zurückfließt, wobei die Ausgleichkammer und der Miechvorwärmer durch eine enge Öffnung (13) miteinander in Verbindung stehen.
2. 2. Vorwärmer nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung, durch die der Abdampf der Lokomotivzylinder zum Mischvorwärmer strömt, eine Drosselklappe (17) angeordnet ist, die von der Dampfzuleitung zu den Zylindern aus in der Weise gesteuert wird, daß sie sich beim Absperren der Dampfzufuhr schließt.
3. 3. Vorwärmer nach Ansprach 1 von stehender Bauart, dadurch gekennzeichnet,¹ daß die Ausgleichkammer (14) im oberen Teile des Mischvorwärmers (6) angeordnet ist und mit diesem durch eine Steigleitung (11) in Verbindung steht, in der das überschüssige Wasser im Mischvorwärmer durch den Dampfdruck hochgedrückt wird.
4. 4. Vorwärmer nach Anspruch 1, von liegender Bauart, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischvorwärmer (6) selbst über der Ebene des Wasserstandes im Tender angeordnet' ist und daß die Ausgleichkammer (21) und der Mischvorwärmer (6) in waagerechter Richtung nebeneinander Hegen und durch eine· einfache Öffnung (20) miteinander in Verbindung stehen, durch die das überschüssige Wasser des Mischvorwärmers durch den Dampfdruck- und durch sein eigenes Gewicht hindurchgedrückt wird.
5. 5. Vorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung, die den Abdampf der die Pumpen treibenden Dampfmaschine zuführt, ©ine Dampfstrahlpumpe (24) eingeschaltet ist, die den Dampf, der der Ausgleichkammer (21) durch die Steigleitung oder durch die Verbindungsöffnung (20) zuströmt, mitreißt und ihn in den Mischvorwärmer (6) zurückführt.
6. 6. Vorwärmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, er zur Regelung des Wasserstandes in solchen Fällen, in denen der Druck des Abdampfs" hierzu nicht ausreicht, in einer Leitung, die mit ihrem einen Ende in Höhe des höchsten einzustellenden Wasserstandes in den Mischvorwärmer (6) und mit ihrem anderen Ende in die oberhalb des Wasserspiegels im Tender angeordnete; Ausgleichkammer

   (14) einmündet; einen Ejektor (31) enthält, der von beliebiger Stelle aus mit Druckdampf gespeist wird, vorzugsweise aber mit dem Abdampf der Dampfmaschine; die die Pumpen für kaltes und warmes Wasser antreibt; und dabei das überschüssige Wasser im Mischvorwärmer (6) ansaugt und es in die Ausgleichkanimer (14) fördert; von wo es in die Speiseleitung zurückfließt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen