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Vorrichtung zur Erzeugung eines künstlichen Zuges in Lokomotiven.
Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zur Erzeugung eines künstlichen Zuges, die insbesondere für die Feuerbuchsen von Lokomotiven anwendbar ist, die jedoch auch für ortsfeste oder Schiffskessel dienen kann.
In den Lokomotiven ist der Durchtrittswiderstand der Heizgase durch die Rauchröhren immer recht beträchtlich und bei den neuzeitlichen Maschinen erreicht der Unterdruck in der Rauchkammer 200 bis 250 mm Wassersäule.
Für einen derartigen Unterdruck besitzen die Arten der Zugerzeugung durch Expansion, wie sie in der Regel Verwendung finden, nur einen schlechten Wirkungsgrad, während die Zuganordnung mittels eines Saugventilators sehr viel wirtschaftlicher ist. Doch ist dieses letzterwähnte Verfahren auf Lokomotiven nur insoweit anwendbar, a ! s Dampfhilfsvorrichtungen vorgesehen sind, welche die Zugerzeugung auch im Falle des Stillstandes des Ventilators sicherstellen.
Die vorliegende E. findung bezweckt, diesen be : den Forderungen zu entsprechen und einen leichten Übergang von der einen Wi kungsweise in die andere zu gestatten, wobei der Wirkungsgrad in beiden Fällen so hoch wie möglich bleibt. Die Vorrichtung zur Zugerzeugung für Lokomotiven, welche einen von allen abzusaugenden Gasen durchströmten Ventilator enthält, ist durch ein bewegliches Absperrorgan gekennzeichnet, das einerseits die Velrängerung des Ausströmrohres des Ventilators zu bilden und sich im normalen Betrieb gegen den Schornstein abzustützen imstande ist, so dass sich die an die Ausströmung des Ventilators anschliessende Gasausdehnung ungestört fortzusetzen vermag, während andrerseits dieses Absperrorgan, wenn es beim Betrieb mittels Hilfsdampfstrahlen vei schoben wird, eine fraktionierte Expansion des Dampfes gewährleistet,
die einen Saugzug der Gase durch das durch den doppelkegelförmigen Teil des Kamins gebildete Strahlrohr erzielt. In der Ausführungsform der neuen Vorrichtung, welche allgemein als die vorteilhafteste anzusehen ist, wird das Ausströmrohr des Ventilators durch ein doppelkegelförmiges Rohr gebildet.
In der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, stellt
Fig. i einen Schnitt durch die Gesamtanordnung, die auf der Rauchkammer einer Lokomotive angeordnet ist, im normalen Betriebe dar.
Fig. 2 zeigt im Schnitt als Teildarstellung das Absperrorgan in derjenigen Lage, in welcher der Betrieb mittels Hilfsdampfes erfolgt.
Fig. 3 stellt im einzelnen eine Trag-und Bewegungsvorrichtung für das Absperrorgan dar, die der Deutlichkeit wegen in den Fig. i und 2 fortgelassen worden ist.
Fig. 4 veranschaulicht eine Vorderansicht der Rauchkammer mit der meistens benutzten Art der Anordnung der Ventilatoren.
Fig. zeigt schliesslich schematisch die Form, welche der Gasstrom in der Regel beim Austritt aus dem Ventilatorauspuff annimmt,
Auf der Rauchkammer a der Lokomotive ist das Saugrohr des Ventilators angeordnet, dessen Ausströmung durch eine Düsen-oder Rohrleitung c in den Kamin d von Doppelkegelform erfolgt. Dieser Kamin. ist zweckmässig wagrecht angeordnet und biegt erst in seinem hinteren Ende nach oben um. Der bewegliche Absperrschieber e, der aussen um die Düse c herumgelegt ist, kann durch irgendein geeignetes Mittel, beispielsweise durch eine
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Schraubenspindel j gemäss Fig. 3 bewegt werden, deren Ende in Fig. i andeutungsweise dargestellt ist. Um das Rohr c sind ausserdem noch zwei ringförmige Hilfsdampfstrahlrohre fund hangeordnet.
Bei normalem Betrieb liegt das Absperrorgan e hinter dem Düsenrohr, und zwar in seiner Verlängerung, wie in Fig. i veranschaulicht. Sein hinterer Rand stützt sich gegen die Stirnseite des Kamins d, so dass dieser gegenüber der Rauchkammer vollkommen abgeschlossen ist. Unter diesen Umständen wird der Ventilator b von allen abzusaugenden Gasen durchströmt, die er durch das Düsenrohr c und das Absperrt'gan e ausströmen lässt, in welchem sich die in der Düse begonnene Entspannung der Gase fortsetzt.
Wird der Ventilator stillgesetzt, so wird der Betrieb ausschliesslich mittels Dampfes aufrecht erhalten ; man verschiebt alsdann das Absperrorgan e in die durch Fig. 2 dargestellte Lage. Der Dampf kann aus dem Ringrohr f oder dem Rohr h entweichen, je nachdem Auspuffdampf aus der Rohrleitung g oder Frischdampf aus dem Rohr i Verwendung findet.
Beide Ringrohre können auch gleichzeitig im Betriebe sein.
Nach dem Austritt aus dem Ringrohr f oder h expandiert der Dampf in dem zwischen dem Düsenrohr c und dem Absperrorgan e verbleibenden Raume, wodurch er das Ansaugen einer bestimmten Gasmenge hervorruft, deren Gemisch mit dem Dampf am anderen Ende des Absperrorgans unter einem genügenden Druck austritt, so dass eine nochmalige Ent- spannung dieses Gemisches in dem Kamin eine Saugwirkung hervorruft, unter deren Einfluss eine zusätzliche Gasmenge mitgerissen wird.
Infolge dieser beiden aufeinanderfolgenden Expansionen, sowie der kegelförmigen oder im allgemeinen doppelkegelförmgen Gestalt des Absperrorgans e wird die Ausnutzung des
Dampfes sehr zweckmässig und der durch diese Vorrichtung erzeugte Zug ist durchaus mit dem durch den Ventilator hervorgerufenen vergleichbar.
Auf diese Weise wird es durch ein einziges Organ, nämlich durch den Absperr- schieber e, möglich, den Betrieb der Lokomotive in beiden Betriebsarten des künstlichen
Zuges sicherzustellen.
Die Doppelkegelform ist für das Ausströmrohr c deswegen benutzt worden, weil die Erfahrung gezeigt hat, dass der Gasstrahl beim Verlassen der Ventilatormündung, im Gegensatz zu der üblichen Annahme, sich nicht sofort ausbreitet, sondern sich zunächst zusammenzieht, um sich erst später zu erweitern, also etwa, wie dies die Linie k andeutet (vgl. Fig. 5). Dadurch, dass für das Ausströmrohr diese dem Strahl sich an passende Form Anwendung flndet, wird der Strömungsverlust durch Wirbel vermieden und der Gasdurchfluss erleichtert.
Bisher ist in der Beschreibung stets nur von einem Ventilator die Rede gewesen, um die Erläuterung möglichst zu vereinfachen. Zur Erleichterung des Einbaues auf Lokomotiven und aus Symmetrierücksichten sowie um eine Reserve zu schaffen, ist es jedoch stets angezeigt, mehrere Ventilatorkamingruppen vorzusehen, und zwar wie dies in Fig. 4 angedeutet ist, in der Regel zwei Gruppen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass diese Vorrichtung zur Zugerzeugung gegebenenfalls in zahlreichen Fällen auch Anwendung bei ortsfesten oder Schiffskesseln finden kann, und zwar erstens mit Rücksicht auf die Tatsache, dass man mehr und mehr Dampfkessel mit hoher Verdampfungsziffer anzuwenden sucht, dass zweitens minderwertige Brennstoffe häufig verfeuert werden, die stärkeren Zug in der Feuerung notwendig machen, und dass drittens. zweckmässig Vorwärmer Verwendung finden, welche in der Rauchgasströmung einen stärkeren Widerstand hervorrufen.
PATENT-ANSPRÜCHE : i. Vorrichtung zur Erzeugung eines künstlichen Zuges in Lokomotiven mittels eines von allen anzusaugenden Gasen durchströmten Ventilators, gekennzeichnet durch ein bewegliches Absperrorgan, das einerseits die Verlängerung des Auströmrohres des Ventilators zu bilden und sich im normalen Betrieb gegen den Schornstein abzustützen imstande ist, so dass sich die an die Ausströmung des Ventilators anschliessende Gasausdehnung ungestört fortzusetzen vermag, während andrerseits dieses Absperrorgan, wenn es beim Betrieb mittels Hilfdampfstrahlen verschoben wird, eine fraktionierte Expansion des Dampfes gewährleistet, die einen Saugzug der Gase durch das durch den doppelkegelförmigen Teil des Kamins gebildete Strahlrohr erzielt.