DE451436C

DE451436C - Zugregler fuer Feuerungen

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Publication number: DE451436C
Application number: DER63279D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-02-07
Filing date: 1925-01-28
Publication date: 1927-10-27

Description

Feuerungsgebläse, insbesondere für Dampfkessel, wirken richtig nur innerhalb bestimmter, ziemlich enger Belastungsgrenzen, und die Regelung wird insbesondere bei kleiner Be-S lastung zu ungenau und auch unwirtschaftlich. Eine Abhilfe könnte ihier durch eine Einrichtung zum Antrieb von Gebläsen durch Asynchronmotoren erzielt werden, bei welcher der Stator des Motors z. B. auf eine kleine, gegebenenfalls halbe Spannung umgeschaltet wird, sobald der Kessel nur schwach belastet wird. Bei Kesseln aber, wo die Belastung oft und stark schwankt, kann man sich bei Anwendung von selbsttätigen Reglern der Verbrennungsgeschwindigkeit auf eine Handumschaltung nicht verlassen. Gemäß der Erfindung erfolgt die Umschaltung selbsttätig durch den Regler, und zwar derart, daß dieselbe nur sehr selten in Augenblicken stattfindet, wo der Servomotor bei dem den gewünschten Wert aufrechterhaltenden Regler in eine der Endlagen seiner Regelbewegung

gelangt. Gegen Ende dieser Bewegung beeinflußt dann der Servomotor eine Vorrichtung, welche 'entweder durch die Kraft des Servomotors den Elektromotor auf eine andere Spannung timschaltet, oder aber beeinflußt der Servomotor 'eine Steuerung eines weiteren Servomotors, der die Umschaltung herbeiführt. In der Regel genügen zwei Geschwindigkeitsstufen: die eine für große und ίο die andere für kleine B'elastung. Für besondere Fälle !kann wohl auch) 'eine, größere Anzahl von Stufen angewendet werden. Bei richtiger Wahl der Stufen arbeitet die selbsttätige Regelvorrichtung bei normaler Belastung (z. B. fast über den ganzen Tag) innerhalb der einen Stufe, wäthtaend sie bei kleiner Belastung- .(z. B. in der Nacht oder während der Pausen) innerhalb der zweiten Stufe arbeitet.

Eine selbständige Umschaltung der Geschwindigkeit ist bei Anwendung von selbsttätigen Reglern 'der Strömung von Rauchgasen sehr wichtig, weil infolge versäumter Umschaltung bei von Hand¹ gesteuerten Einrichtungen gefährliche Störungen, insbesondere im Betriebe von größeren Dampfkesselbatterien, eintreten können.

Die Zeichnung zeigt sdhematisdh 'ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung, und zwar als Unterwindregler bei einem Dampfkessel.

Der Dampfkessel 2 besitzt für die Rauchgase einen Rauchschieber 4, welcher entweder von. Hand oder auch je nach- der Belastung entweder durch den Dampfdruck oder die Dampf strömung selbsttätig geregelt wird. In den Kessel 2 wird der Unterwind durch 'ein Gebläse 8 über eine Handdrosselung 12 zugeführt, durch welche der Unterwind mit der Hand eingestellt werden «kann. Das Gebläse 8 wird durch einen aus einem, Stator 20 und einem Rotor 14 mit Ringen! 16 bestehenden Asynchronmotor angetrieben; an die Ringe 16 schließt sich 'ein Regel- und An laßwiderstand 18 an. Der Stator, 20 erhält den Strom von einem Netz 22, an welches er beim· normalen Betrieb durch .einen sechsfadhen Umschalter 26 unmittelbar angeschlossen ist. Dieser¹ Umschalter schaltet bei kleiner Bielastung "den Stator 20 an eine geringere, z. B. halbe Spannung um. Zu diesem Zweck ist ein Autoumformer 24 mit Anzapfstellen 23 bei der halben Spannung angeordnet. Der Umschalter 26 verbindet nun in seiner zweiten (nicht dargestellten) Lage den Autoiumformer 24 mit dem Netz; 22 und den Stator 20 mit den Anzapfstellen 23 desselben. Auf diese Weise verliert der Asynchronmotor seine Drehzahl, nachdem sein Moment etwa auf .ein Viertel des ursprünglichen Momentes sinkt. Da aber das Gebläse eine etwa der dritten Potenz der Drehzahl entsprechende Energie verbraucht, so· genügt die verminderte Drehzahl (etwa die Hälfte) vollständig zum gleichmäßigen Antrieb. Der Druck sinkt 'etwa auf ein Viertel, so· daß auf diese Weise eine sehr feine Regelung des Unterwindes erzielt werden kann. Der Unterwind wird durch einen an sich bekannten hydraulischen Regler gesteuert. An Stelle eines hydraulischem Reglers kann auch ein anderer Regler, z. B. 'ein elektrisch oder von einer Transmission aus angetriebener Regler, angewendet werden.

In einem Gefäß 56 mit einer Sperrflüssigkeit taucht eine Glocke; 54 mit ihrem unteren Rand ein, welche an einer Schwinge 58 hängt und durch ein Gegengewicht ausgewogen ist. Die Schwinge 58 beeinflußt die Steuerung 60 eines Servomotors 62. Dem in der Glocke 54 herrschenden Unterdruck wirkt auf der Schwinge 58 eine Zugfeder 'entgegen. Der Unterdruck wird in die Glocke 54 von der Feuerung des Kessels 2 aus durch eine Leitung 52 und eine Anschlußmuffe; 6 übertragen. Eine Zugstange 64 des Servomotors 62 trägt eine Rolle 66, um die 'ein. mit seinem einen Ende an eine Stellschraube 72 angeschlossenes und mit dem. anderen Ende über Führungsrollen und zu einem Belastungsgewicht 70 geführtes Zugseil 68 herumge- wickelt ist.

An das Zugseil- 68 schließt sich· der Arm einer Klappe 10 an, die den durch das Gebläse 8 geförderten Unterwindl regelt. Die Rolle 66 führt eine doppelt beschleunigte Bewegung des Seiles 68 herbei. Der Regler 62 wirkt in der Weise, daß z. B. bei .einer Zunahme des Unterdrucks im Feuerherd des Kessels 2 der Schwimmer 54 sinkt und: die Steuerung 60 des Servomotors 62 umstellt, welcher seinerseits durch' die. Zugstange, 64 und die Rolle 66 die Klappe 10 öffnet, so daß sich der Unterdruck wieder auf den eingestellten Wert vermindert. Bei einer Abnahme des Unterdrutcfces ist der RegelvosR-gang ein umgekehrter.

Die Zugstange 64 trägt einen Arm 50, welcher zwischen zwei durch Fediern 44 gestützte Anschläge 46,48 auf einer Steuerstange 42 eingreift, 'die; eine Steuerung 40 von ihrer einen Endlage in ihre andere Endlage umstellt. Die Steuerung? 40 beeinflußt einen zweiten Servomotor, 38 und verstellt dessen Kolben in 'die .eine oder die andere Endlage. Die Zugstange 36 des Servomotors- 38 ist mit einem Arm 32 gelenkig verbunden, welcher um einen gemeinsamen Zapfen mit einem durch ein Gewicht 31 belasteten Arm 30 ver-Sichwenkbar ist. Die Arme 30 undl 32 sind durch eine Zugfeder' 34 miteinander verbunden. Der Arm 30 trägt zwei Ainschlagdaumen j 37; welche auf die Arme eines auf dem-

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selben Zapfen wie die Arme 30,32 verschwenkbar gelagerten Winkelhebel 33 einwirken, der mit eimer den Umschalter 26 beherrschenden Zugstange 28 gelenkig verbunden ist. Beide Servomotoren 38 und: 62 werden vorteilhafterweise durch 'ein und dieselbe Hilfsenergie, wie z. B. eine Druckflüssigkeit, angetrieben.

Auf der Zeichnung ist die Lage der Teile für die normale Arbeit des Motors 14,20 dargestellt. Wenn die Belastung sinkt, so stößt der Arm 50 der Zugstange· 64 an den Anschlag- 48 an und! stellt die Steuerung 40 um, welche den Servomotor 38 in seine entgegengesetzte Endlage bringt. Beim Übergang in diese andere Endlage zieht die Zugstange, 36 den Arm¹ 32 mit sich (nacht abwärts), wobei die Feder 34 gespannt wird, bis sie dien Drehzapfen der Lagerung des Armes 32 übergeht. Beim weiteren Ausschlag des Armes 3 2in der Uhrzeigerrichtung'zidht dann die Feder 34 den Arm 30 mit dem Gewicht 31 herunter, welcher mit seinem Daumen 37 an den unteren Arm des Winkelhebels 33 stößt und dadurch eine Umschaltung des Umschalters 26 herbeiführt, so daß das Netz 22 nunmehr an den Umformer 24 angeschlossen und der Stator 20 mit den Anzapfstellen 23 desselben verbunden ist.

Diese Regelzone bleibt wirksam, solange bei zunehmender Belastung der Arm 50 nicht an den oberen Anschlag 46 stößt, wodurch wieder der auf der Zeichnung dargestellte Zustand herbeigeführt wird. Durch die elastische Lagerung der Anschläge 46, 48 wird eine Überregelung bzw. Beschädigung des beweglichen Teiles der Steuerung, 40, 42 vermieden.

Die Umschaltung des Umschalters 26 mit Hilfe des Servomotors 38 kann auch in anderer Weise angeordnet werden. Bei kleinen Einheiten ist «eine unmittelbare Umschaltung mittels der Zugstange) 64 bzw. des Seiles oder der Kette 68 möglich.

Durch die Einrichtung nach, der Erfindung wird nicht nur ein wirtschaftlicher Dampfkesselbetrieb sowohl bei großer als auch bei kleineir Belastung ermöglicht, sondern auch an Energie zum Antrieb des Gebiases bei kleineir Belastung viel erspart.

Die Anordnung könnte auch so getroffen werden, daß der Servomotor 62 zusammen mit der Klappe 10* den Widerstand 18 regelt. Die Erfindung beschränkt sieb nicht bloß |

auf die dargestellte Ausführung, bei welcher ■ die Umschaltung des Elektromotors auf verschiedene Geschwindigkeiten durch die Um- ^; schaltung dies Stators auf verschiedene Spannungen erfolgt; in ähnlicher Weise könnte diese Regelung durch eine Umschaltung der Wicklungen erfolgen, um die Bolzahl des Motors zu ändern. Bei Gleichstrommaschinen kann die Regelung durch eine Umschaltung auf verschiedene Spannungen erzielt werden.

Es ist sehr wichtig und notwendig, daß die Umschaltung auf verschiedene Geschwindigkeiten nicht etwa mit der selbsttätigen Regelung der Rotorgeschwindigkeit vereinigt wird, daß nämlich z.B. der Regler 18 der dargestellten Ausführungsform nicht allein die Geschwindigkeit regelt. Gemäß der Erfindung sollen zwei oder mehrere Geschwindigkeiten einschaltbar sein, bei welchen der Motor bei der jeweiligen Belastung wirtschaftlich arbeitet. Eine feine Regelung in den jweiligen Geschwindigkeitsgrenzen der betreffenden Stufe kann z. B. durch die Drosselklappe 10 oder in ähnlicher bekannter Weise erreicht werden. Wenn der Servo-motor 62 in üblicher Weise ausschließlich den Widerstand 18 des Rotorsi 14, das ist für den ganzen Arbeitsbereich des Gebläses 8, regeln sollte, so wäre dies sehr unvorteilhaft, wogegen beim Umschalten des Motors auf verschiedene Geschwindigkeiten, bei welchen derselbe immer wirtschaftlich läuft und durch den Widerstand 18 oder die Klappe ι ο bloß eine feine Regelung stattfindet, eine sehr günstige Ausnutzung erreicht wird. Selbstverständlich kann die-eine von den Grobgeschwindigfceitsstufen des Elektromotors gleich Null sein; der Servomotor 38 samt der Steuerung 40 können auch als elektrische Teile ausgebildet werden.

Claims

Patentanspruch:

Zugregler für Feuerungen,, insbesondere von Dampfkesseln mit entsprechend den Betriebsschwankungen gesteuerten Klappen o. dgl. im Wege der Rauchgase oder Verbrennungsluft, die durch elektrisch angetriebene und in an sich bekannter Weise auf zwei bis vier Groibgeschwindigkeitsstufen umschaltbare Gebläse gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, 'daß ein durch den zugleich die Verbrennung mit Hilfe von Klappen o. dgl. regelnden Servomotor (62) des Reglers bewegter Hebel (50) gegebenenfalls mit Hilfe 'einer Kolbensteuerung (40) sowie eines zweiten Servomotors (38) den Umschalter (26) für die verschiedenen Grobgesehwindigkeitsstufen des das Gebläse antreibenden Elektromotors verstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.