DE131821C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Ausführungsform der an sich bekannten Wärmespeichervorrichtungen für Dampfkessel, welche u. A. in den britischen Patentschriften 20203 v. J. 1891 und 363 v. J. 1892 beschrieben sind. Das Wesen der Einrichtung besteht darin, dafs in Zeiten, in denen der Dampfverbrauch gering oder ganz unterbrochen ist, ein besonderes, neben dem Kessel angeordnetes, geschlossenes Gefäfs mit einem Vorrath von Speisewasser beschickt wird, welcher für die Zeiten gröfseren Dampfverbrauches ausreicht. Das Speichergefäfs steht beständig mit dem Darnpfraum des Kessels in Verbindung, so dafs der Ueberschufs an Dampf, der in den Zeiten geringen Verbrauches zur Verfügung steht, dazu verwendet wird, das Speisewasser auf die Dampftemperatur vorzuheizen. In den Zeiten gröfseren Dampfverbrauches wird dann nur aus dem Speichergefäfs gespeist, so dafs in diesen Zeiten für den vollen Betrieb des Kessels nur die Verdampfungswärme aufzuwenden ist.The invention relates to an improved embodiment of the heat storage devices known per se for steam boilers, which, inter alia, in British patents 20203 v. J. 1891 and 363 BC J. described in 1892 are. The essence of the device consists in the fact that in times when the steam consumption is little or completely interrupted, a special, arranged next to the boiler, closed Vessel is charged with a supply of feed water, which is sufficient for times of greater steam consumption. The storage vessel is in constant communication with the steam chamber of the boiler, so that it is the excess of steam, which is available in times of low consumption, also is used to preheat the feed water to the steam temperature. In the greater times Steam consumption is then only fed from the storage vessel, so that during these times only the heat of evaporation needs to be used for full operation of the boiler.

Bei den bisher bekannten Ausfuhrungsformen dieser Einrichtung hat sich aufser einer Anzahl von constructiven Schwierigkeiten als ein erheblicher Uebelstand ergeben, dafs es mit Rücksicht auf die Betriebssicherheit nothwendig erschien, die Speisewasserleitung, welche das Speichergefäfs mit dem Kessel verbindet, an ihrer Eintrittsstelle in den Kessel mit einem Rückschlagventil zu versehen. Dieses Rückschlagventil übt einen nicht unwesentlichen Gegendruck aus, der nur dadurch zu überwinden ist, dafs entweder die Säule, die durch, den Höhenunterschied der beiden Wasserspiegel im Kessel und im Speichergefäfs dargestellt wird, genügend hoch angenommen wird, oder, wo der verfügbare Raum oder andere Umstände dies nicht gestatten, als beispielsweise bei Lokomotiven, eine besondere Pumpe zu diesem Zwecke vorgesehen wird.In the previously known embodiments of this device, there has been a number of constructive difficulties as a considerable inconvenience, that it is with Consideration of the operational safety appeared necessary, the feed water line, which the Storage vessel connects to the boiler, at its point of entry into the boiler with a To provide check valve. This check valve has a not insignificant effect Counterpressure, which can only be overcome by either pushing the column through the height difference between the two water levels in the boiler and in the storage tank is shown is assumed to be sufficiently high, or where the available space or other circumstances Do not allow this, as for example in locomotives, a special pump provided for this purpose.

Durch die vorliegende Ausführungsform wird dieser Mangel beseitigt und gleichzeitig eine wesentliche Vereinfachung in dem Bau der ganzen Einrichtung erreicht.The present embodiment eliminates this deficiency and at the same time one Significant simplification achieved in the construction of the whole facility.

Aufserdem wird auch der Vortheil erreicht, dafs die sämmtlichen Rohre, welche die Innenräume des Kessels und des Speichergefäfses verbinden, derart geführt werden können, dafs sie innen und aufsen gleichen Drucken ausgesetzt und somit vollständig entlastet sind.In addition, the advantage is also obtained that all the pipes, which are the interior connect the boiler and the storage vessel, can be guided in such a way that they are exposed to the same pressure inside and outside and are therefore completely relieved.

Die wesentlichen Eigenthümlichkeiten der vorliegenden Construction, durch welche die genannten Vortheile gewonnen werden, sind folgende: The essential peculiarities of the present construction, by which the named Advantages obtained are as follows:

Das Speichergefäfs wird dem Kessel so nahe wie möglich und entweder senkrecht über demselben oder etwas seitlich davon angeordnet. Aus dem Dampfraiun des Kessels führt ein weiter Kanal von beliebigem, den jeweiligen Constructionsbedingungen angepafstem Querschnitt in das Innere des Speichergefäfses, und zwar bis in die Nähe seines höchsten Punktes. Durch diesen Kanal hat der Dampf eine völlig freie Verbindung zwischen dem Kessel und dem Speichergefäfs, so dafs in demselben stets derselbe Druck erhalten wird, der im Kessel besteht.The storage vessel is as close to the boiler as possible and either vertically above it the same or something to the side of it. From the steam room of the boiler leads a wide canal of any cross-section adapted to the respective construction conditions into the interior of the storage vessel, up to the vicinity of its highest point. Through this channel the steam has a completely free connection between the boiler and the storage vessel, so that the same pressure is always obtained in it as in the boiler consists.

Die Speisevorrichtung, Injector, Pumpe oder dergleichen, ist an das Speichergefäfs ange-The feed device, injector, pump or the like is attached to the storage vessel.

schlossen, und aufserdem ist ein Rohr angebracht, welches einen in geeigneter Höhe über dem Boden des Speichergefäfses liegenden Punkt mit dem Wasserraum des Kessels verbindet. Dieses Rohr ist im Inneren des Dampfkanals angeordnet und mit einem Ventil versehen, welches von aufsen jederzeit zugänglich ist. Dieses Ventil wird vorzugsweise derart angeordnet, dafs es sich in einem besonderen Gehäuse befindet, welches an einer Seite des Speichergefäfses vorspringt. Es ergiebt sich nämlich, dafs fast die gesammten festen Bestandtheile, die im Speisewasser enthalten sind, schon im Speichergefäfs abgelagert werden, also garnicht erst in den Kessel gelangen. XJeberdies.können sie im Speichergefäfs keine festen Krusten bilden, weil es nicht vom Feuer bestrichen wird. Es kann also verhältnifmäfsig sehr leicht gereinigt werden, und zur Erleichterung der Reinigung trägt die angedeutete Anordnung des genannten Ventils in einem besonderen, aufsen an die Wandung des Gefäfses angebauten Gehäuse wesentlich bei. Die Anordnung kann auch derart getroffen werden, dafs aufser dem Ventil und seinem Sitz das ganze Wasserrohr durch Abnehmen des angebauten Gehäuses entfernt werden kann.closed, and also a pipe is attached, which is a suitable height over the point lying on the bottom of the storage vessel connects with the water space of the boiler. This pipe is arranged inside the steam channel and provided with a valve, which is accessible from the outside at any time. This valve is preferably such arranged that it is in a special case, which is on one side of the Storage vessel protrudes. It turns out that almost all of the solid constituents which are contained in the feed water are already deposited in the storage vessel, i.e. do not even get into the boiler. Moreover, they cannot form solid crusts in the storage vessel because it is not from the fire is coated. So it can be cleaned relatively easily, and for the sake of convenience the cleaning carries the indicated arrangement of said valve in a special, outside on the wall of the vessel built-on housing. The arrangement can also be made in such a way that that apart from the valve and its seat, the entire water pipe can be removed by removing the attached one Housing can be removed.

In Fig. ι ist die beschriebene Vorrichtung in ihrer Anwendung auf einen Lokomotivkessel in einem Längsschnitt dargestellt, in Fig. 2 in einem Querschnitt nach A-B in Fig. ι. In diesen Figuren ist α der Kessel, b das Speichergefäfs und c die Speisewasserleitung, welche in der gebräuchlichen Weise von einem Injector kommend gedacht ist. Der Dampfdom d ist in diesem Falle unmittelbar als Verbindungskanal zwischen dem Kessel und dem Speichergefäfs ausgebildet. Dadurch gestaltet sich der Aufbau aufserordentlich einfach. Das Wasserrohr e ist über dem Boden des Speichergefäfses hingeführt und tritt durch den Dampfdom in den Kessel ein, wo es bei C₁ den Wasserspiegel erreicht. Es befindet sich also auf seiner ganzen Länge im Inneren des Systems, so dafs es keinen inneren oder äufseren Druck zu tragen hat und dementsprechend ohne Rückschlagventil in den Kessel eingeführt sein kann. Aufserdem sind mit Ausnahme der Anschlüsse des Dampfdomes oder Kanals c am Kessel und Speichergefäfs alle äufseren Verbindungen vermieden. Da der Ablauf des Speisewassers vom Speichergefäfs zum Kessel durch das Rohr e völlig frei ist, so genügt der geringe Höhenunterschied zwischen den Wasserspiegeln im Speichergefäfs und dem Kessel, um in den Zeiten, in denen gröfsere Arbeitsleistungen von dem Kessel verlangt werden, das nöthige Wasser zuzuführen. Das Drosselventil f, mit dessen Hülfe der Wasserzuflufs zum Kessel geregelt wird, wird vorzugsweise am Ende des Speichergefäfses ange-, ordnet, wie dies in einem senkrechten und einem wagerechten Schnitt in vergröfsertem Mafsstabe in Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Das Dampfrohr g ist in der gebräuchlichen Weise im Inneren des Domes angebracht.In Fig. Ι the device described is shown in its application to a locomotive boiler in a longitudinal section, in Fig. 2 in a cross section according to AB in Fig. Ι. In these figures, α is the boiler, b is the storage vessel and c is the feed water line, which is intended to come from an injector in the usual way. In this case, the steam dome d is designed directly as a connecting channel between the boiler and the storage vessel. This makes the structure extremely simple. The water pipe e is led above the bottom of the storage vessel and enters the boiler through the steam dome, where it reaches the water level at C _1. It is therefore located inside the system along its entire length, so that it does not have to bear any internal or external pressure and can accordingly be introduced into the boiler without a non-return valve. In addition, with the exception of the connections of the steam dome or channel c on the boiler and storage vessel, all external connections are avoided. Since the outflow of the feed water from the storage vessel to the boiler through the pipe e is completely free, the slight difference in height between the water levels in the storage vessel and the boiler is sufficient to supply the necessary water in times when greater work is required of the boiler . The throttle valve f, with the aid of which the water supply to the boiler is regulated, is preferably arranged at the end of the storage vessel, as shown in a vertical and a horizontal section on an enlarged scale in FIGS. The steam pipe g is attached in the usual way inside the dome.

Die beschriebene Einrichtung wird, wie folgt, betrieben:The device described is operated as follows:

Wenn die Lokomotive auf ebener Bahn oder bergab fährt, so wird in der gebräuchlichen Weise durch das Rohr c gespeist, und das Speisewasser, welches entweder kalt oder auch vorgewärmt sein kann, tritt zunächst nur in das Speichergefäfs ein. Das Drosselventil f ist hierbei ganz oder theilweise geschlossen. Der überschüssige Dampf tritt aus dem Kessel durch d mit dem frisch eintretenden Speisewasser in Berührung und wärmt es auf die Dampftemperatur vor. Soll dann die Leistung der Maschine gesteigert werden, wenn sie also beispielsweise eine Steigung befährt, so wird mit dem Speisen inne gehalten, und der Kessel erhält jetzt nur noch aus dem Speichergefäfs das erforderliche Speisewasser, welches vorher auf die Dampftemperatur gebracht worden ist, so dafs jetzt nur noch die Verdampfungswärme aufzuwenden ist.When the locomotive drives on a level track or downhill, it is fed in the usual way through pipe c , and the feed water, which can be either cold or preheated, initially only enters the storage vessel. The throttle valve f is here wholly or partially closed. The excess steam comes out of the boiler through d in contact with the freshly entering feed water and preheats it to the steam temperature. If the output of the machine is to be increased, for example when it is traveling up a slope, the feeding is paused, and the boiler now only receives the required feed water from the storage vessel, which has been brought to the steam temperature beforehand, so that now only the heat of evaporation has to be used.

Fig. 3 und 4 zeigen eine theilweise ■ geschnittene Seiten- und eine Endansicht eines gebräuchlichen stationären Flammrohrkessels, an dem die Einrichtung nach vorliegender Erfindung angebracht ist. Dieselben Bezugsbuchstaben bezeichnen dieselben Theile. Das Speichergefäfs b ist unmittelbar über dem Kessel angeordnet und durch das weite Rohr d damit verbunden. Die Anordnung der übrigen Theile entspricht in allen Einzelheiten der in Fig. 1 dargestellten. Fig. 7 und 8 zeigen einen ähnlichen Kessel, bei dem das Speichergefäfs etwas seitlich angebracht ist, so dafs die Oberseite des Kessels frei bleibt und für andere Theile, wie Rohrverbindungen und dergl., benutzt werden kann. Der Lage des Speichergefäfses entsprechend ist hier das Verbindungsrohr d schräg gestellt, wodurch indessen das Wesen der Einrichtung sachlich nicht berührt wird. Fig. 9 und 10 zeigen wiederum dieselbe Anordnung, wie Fig. 3 und 4, aber auf einen Schiffskessel angewendet.3 and 4 show a partially sectioned side and an end view of a conventional stationary fire tube boiler to which the device according to the present invention is attached. The same reference letters denote the same parts. The storage vessel b is arranged directly above the boiler and connected to it by the wide pipe d . The arrangement of the remaining parts corresponds in every detail to that shown in FIG. Figures 7 and 8 show a similar kettle in which the storage vessel is placed somewhat laterally so that the top of the kettle remains free and can be used for other parts such as pipe connections and the like. According to the position of the storage vessel, the connecting pipe d is inclined here, whereby the essence of the device is not factually affected. 9 and 10 again show the same arrangement as FIGS. 3 and 4, but applied to a ship's boiler.

Der Betrieb dieser Kessel gestaltet sich ebenso, wie bereits mit Bezug auf das in Fig. 1 und 2 dargestellte Beispiel ausgeführt worden ist.The operation of these boilers is the same as with reference to that in FIGS. 1 and 2 The example shown has been carried out.

Obwohl in der vorangehenden Beschreibung das Verbindungsrohr d als ein Rohr von verhältnifsmäfsig weitem Querschnitt besprochen worden ist, so braucht der Querschnitt, so weit die vorliegende Erfindung in Frage kommt, doch nur so weit zu sein, dafs das Wasserrohr e frei hindurchgeführt werden kann und daneben Raum genug übrig bleibt, um dem Dampf den Zutritt zu dem Speichergefäfs zu gestatten.Although in the preceding description the connecting pipe d has been discussed as a pipe of relatively wide cross-section, the cross-section, as far as the present invention is concerned, need only be so wide that the water pipe e can be freely passed through and next to it There is enough space left to allow the steam to enter the storage vessel.

Claims (1)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: Wärmespeichervorrichtung für Dampfkessel, bei welcher ein vom eigentlichen Kessel getrennter, geschlossener, unter Dampfdruck stehender Behälter in den Zeiten geringen Dampfverbrauchs zur Aufnahme und zur Vorwärmung eines Vorrathes von Speisewasser dient, dadurch gekennzeichnet, dafs der obere Theil des Behälters durch ein weites kurzes Rohr mit dem Dampfraum des Kessels verbunden ist und die den Behälter und den Wasserraum des Kessels verbindende Speisewasserleitung durch das Innere dieses Verbindungsrohres derart geführt ist, dafs sie an keiner Stelle die Behälter- oder Kesselwandung durchbricht.
Wärmespeichervorrichtung nach Anspruch ι für Lokomotivkessel, dadurch gekennzeichnet, dafs der Dampfdom selbst als Verbindungsrohr zwischen Kessel und Speicher ausgebildet ist.Heat storage device for steam boilers, in which a closed container under steam pressure, which is separate from the actual boiler, serves to receive and preheat a supply of feed water in times of low steam consumption, characterized in that the upper part of the container is connected to the Steam chamber of the boiler is connected and the feed water line connecting the container and the water chamber of the boiler is passed through the interior of this connecting pipe in such a way that it does not break through the container or boiler wall at any point.
Heat storage device according to Claim ι for locomotive boilers, characterized in that the steam dome itself is designed as a connecting pipe between the boiler and the storage unit. Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.For this purpose 2 sheets of drawings.