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Zwei- oder Mehrdruckdampfanlage, insbesondere für Lokomotiven Die
Erfindung betrifft eine Zwei- oder Mehrdruckdampfanlage, die in erster Linie für
Lokomotiven bestimmt ist, aber auch für Schiffe oder stationäre Anlagen Verwendung
finden kann, und bei welcher der in zwei oder mehr Kesseln erzeugte Betriebsdampf
gemäß (lern Hauptpatent in der Dampfmaschine zwei-oder mehrstufig in der Weise ausgenutzt
wird, ciaß dem Abdampf der vorhergehenden Stufe Frischdampf aus dem Dampfkessel
der nächstfolgenden Stufe beigemischt wird, wobei alle Stufen der Dampfmaschine
angenähert gleiche Füllung erhalten.
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Der vorliegenden Weiterausbildung des Gegenstandes der Erfindung nach
dem Hauptpatent liegt nun die Beobachtung zugrunde, daß bei solchen Zwei- oder Mehrdruckkesselanlagen
mit gemeinsamer Feuerung, bei denen die Kessel in bezug auf die Feuerung in der
Weise hintereinandergeschaltet sind, daß die Kessel mit abnehmendem Betriebsdruck
aufeinanderfolgend hinter den Kesseln mit höherem Betriebsdruck liegen, der Druck
in den Niederdruckkesseln außer von der Befeuerung auch von der Größe der Füllung
abhängig ist. Beispielsweise hat sich bei dem Betrieb einer Zweidrucklokomotive
nach dem Beispiel des Hauptpatentes gezeigt, daß bei Einer gleichen Füllung in der
Hochdruckstufe und in der Niederdruckstufe von :2o0/" der Druck im Niederdruckkessel
um r bis 2 Atmosphären geringer würde als bei 35 °/o Füllung. Es wird demgemäß bei
der kleineren Füllung dem Abdampf der Hochdruckstufe Dampf aus dem Niederdruckkessel
beigemischt, der einen geringeren Druck hat als wie der bei einer größeren Füllung
beigemischte, was bedeutet, daß bei den geringeren Füllungen die Anlage nicht ganz
so wirtschaftlich betrieben wird wie bei den größeren Füllungen, indem die volle
Expansionsarbeit, für die der Niederdruckkessel und die Niederdruckstufe der Maschine
gebaut sind, nicht voll ausgenutzt wird. Um in dieser Hinsicht die Erfindung des
Hauptpatentes zu vervollkommnen, ist daher gemäß der vorliegenden Erfindung eine
Zusatzeinrichtung vorgesehen, welche, nachdem sie eingeschaltet ist, bei Erhöhung
oder Senkung des Druckes im Niederdruckkessel die Füllung der Niederdruckstufe entsprechend
vergrößert oder verkleinert. Dies kann beispielsweise bei einer Lokomotive dadurch
geschehen, daß neben dem Steuerhebel für die gemeinsame Füllungsregelung der Hoch-
und Niederdruckmaschine am Führerstand ein Steuerrad oder Hebel vorgesehen ist,
durch welchen der Führer entsprechend einer beobachteten Änderung
des
Manometerstandes des Niederdruckkessels die Füllung der Niederdruckstufe regelnd
beeinflußt. Vorteilhaft kann aber auch diese regelnde Änderung selbsttätig durch
eine vom jeweiligen Druck im Niederdrucklessel beeinflußte Vorrichtung bewirkt werden.
In letzterem Falle ist es weiter vorteilhaft, eine Vorrichtung vorzusehen, welche
gestattet, die selbsttätige Regelungsvorrichtung auszuschalten. Bei der Lokomotive
kann dies beispielsweise dann angezeigt erscheinen, wenn auf eine Strecke, auf welcher
mit gering gehaltenem Feuer gefahren wurde, eine zu überwindende Steigungsstrecke
folgt, die es notwendig macht, die Füllung beider Stufen zu vergrößern. In solchen
Fällen würde die weitere Wirksamkeit der selbsttätigen Füllungsänderung der Niederdruckstufe
in Abhängigkeit vom Druck im Niederdruckkessel störend wirken, und sie ist daher
vom Führer vorübergehend auszuschalten.
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Wenngleich die Erfindung in erster Linie für Zweidruckanlagen bestimmt
ist, so ist sie mit Vorteil auch für entsprechende Mehrdruckanlagen mit drei oder
mehr hintereinandergeschalteten Dampferzeugern verschiedenen Druckes und entsprechend
drei oder mehr Maschinenstufen anwendbar. Ebenso ist sie für ortsfeste Anlagen anwendbar,
wo die gleiche Füllung der verschiedenen Maschinenstufen nicht, wie bei der Lokomotive,
von der Hand des Führers, sondern durch einen Geschwindigkeitsregler der Maschine
selbsttätig eingestellt wird.
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Die Zeichnung zeigt in Abb. i schematisch ein Ausführungsbeispiel
mit selbsttätiger und von Hand ausschaltbarer zusätzlicher Regelung der Füllung
der Niederdruckstufe einer Zweidruckanlage. Die Abb. 2 zeigt einen Einzelteil. In
der Zeichnung ist i der Niederdruckzylinder- der Lokomotive, während der Hochdruckzylinder
auf der anderen Seite liegt und nicht dargestellt ist. Der Niederdruckzylinder erhält
außer dem Abdampf des Hochdruckzylinders noch zusätzlich Frischdampf aus dem Niederdruckkessel,
während der Hochdruckzylinder Frischdampf aus dem Hochdruckkessel der Lokomotive
erhält. 2 ist der gemeinsame Steuerhebel, dessen Welle 3 durchgeht und auf der anderen
Seite das Steuergestänge für den Hochdruckzylinder trägt. Gemäß der Erfindung ist
nun eine selbsttätige zusätzliche Regelungsvorrichtung für die Steuerung des Niederdruckzylinders
vorgesehen, indem ein Regelungszylinder 4 angeordnet ist, dessen Kolben 6 gegen
Wirkung einer Feder 9 durch den Dampfdruck im Niederdruckkessel beeinflußt wird,
welcher durch die Leitung 5 Zutritt zum Regelungszylinder 4 hat. Wenn die selbsttätige
zusätzliche Regelung ausgeschaltet werden soll, ist die Kolbenstange 6 dieses Regelungszylinders
durch einen eingeschobenen Keil 7 (vgl. Abb. 2) starr mit dem Steuerhebel 2 verbunden.
Ein Dreiweghahn 8 gestattet dem Führer, mittels Handradspindel i i den Dreiweghahn
umzustellen, so daß die Dampfzuleitung 5 von dem Regelungszylinder 4 abgesperrt
ist und der im Regelungszylinder befindliche Dampf durch eine Leitung i2 an die
Außenluft auspuffen kann. Die Feder g stützt sich gegen den Teller einer Spindel
io derart, daß die Rückfederung hierdurch eine begrenzte ist und in der gezeichneten
Lage die Feder am längsten ist, so daß bei einem Weitergang des Reglerkolbens 6
nach links der Kolben nicht mehr unter dem Einfluß der Feder 9 steht. Die Stange
des Reglerkolbens 6 greift an einem Hebel 13 an, der seinen Drehpunkt bei 14 hat
und dessen anderes Ende an der Schieberstange 15 eines Servomotors 16 angreift,
der aus einem Druckluftbehälter 17 mit Druckluft betrieben wird. Die Kolbenstange
18 dieses Servomotors verstellt mittels Hebelgestänges i9 in bekannter Weise den
Kulissenstein 2o der um den Drehpunkt 21 schwingenden Steuerkulisse 22. Mit dem
Kreuzkopf 23 des Servomotors ist durch ein Gestänge 24, 25 der Hebel 13 an
seinem Drehpunkt 14 verbunden. Die Wirkungsweise dieser zusätzlichen selbsttätigen
Steuerung für die Niederdruckstufe ist folgende: Der Keil 7 sei herausgezogen und
mittels der Handr adspindel i i der Dreiweghahn -so gestellt, daß die Niederdruckdampfleitung
5 mit dem Innern des Regelungszylinders 4 verbunden ist. Es tritt alsdann der Niederdruckdampf
hinter den Kolben 6 und, sobald der Dampfdruck die Federspannung überwindet, bewegt
sich der Regelungskolben 6 nach rechts, wodurch die Schieberstange 15 des Servomotors
so bewegt wird, daß die Druckluft hinter die linke Seite des Servomotorkolbens tritt
und diesen nach rechts verschiebt, wodurch mittels des Steuergestänges i8, i9 der
Kulissenstein 2o so bewegt wird, daß die Füllung des N iederdruckzylinders vergrößert
wird. Da gleichzeitig der Drehpunkt 14 des Hebels 13 mit dem Kreuzkopf 23 nach rechts
mitgeht, wird hierdurch der Schieber des Servomotors sofort wieder in die Mittellage
zurückgeführt, um zu verhindern, daß die Steuerung des Servomotors nicht plötzlich
von einer Endlage in die andere geht. In der gezeichneten Lage befindet sich der
Reglerkolben 6 in einer Stellung, wo die Steuerung des Niederdruclczylinders die
Mittellage einnimmt, also die Fülleng - o ist. In diesem Fall ist der gewünschte
Höchstdruck im Niederdruckkessel erreicht. Soll die Einwirkung des Dampfes im Niederdruckkessel
auf die Steuerung ausgeschaltet werden, so wird mittels der Handradspindel
i
i der Dreiweghahn 8 umgestellt, so daß der Niederdruckdampf vom Regelungszylinder
.4 abgesperrt ist und der in diesem befindliche Dampf durch die Leitung 12 auspufft.
Mittels des Keiles 7 wird die Verbindung des Hebels 13 mit dem Steuerhebel hergestellt
und, wenn dieser nach rechts bewegt wird, kann die Füllung von Hand vergrößert werden.
In diesem Fall ist die Spannung der Feder 9 im Regelungszylinder .4 zu überwinden.
Für die Rückwärtsfahrt wird die selbsttätige zusätzliche Steuerung durch Umstellung
des Dreiweghahns 8 ausgeschaltet, und es wird durch Verstellung des Steuerhebels
2 aus der Mittellage nach links mit Hilfe des Servomotors die Steuerung eingestellt,
wobei die Füllung für die Rückwärtsfahrt um so größer ist, je «-eiter der Steuerhebel
2 in der Zeichnung nach links ausgelegt wird. Gleichzeitig mit Umschaltung des Dreiweghahns
muß durch <len Verbindungskeil der Steuerhebel niit dein Steuergestänge für den
Schieber des Servomotors starr gekuppelt werden. Für die Wiedereinschaltung der
selbsttätigen zusätzlichen Steuerung der N iederdruckstufe wird der Keil 7 herausgezogen
und der Dreiweghahn 8 umgestellt.