Titel: | Verbesserte Methode, den Druk und die Erzeugung des Dampfs in Dampfkesseln zu reguliren, worauf sich David Auld und Andrew Auld, Ingenieure zu Glasgow, am 9. Nov. 1844 ein Patent ertheilen ließen. |
Fundstelle: | Band 97, Jahrgang 1845, Nr. XXIII., S. 81 |
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XXIII.
Verbesserte Methode, den Druk und die Erzeugung
des Dampfs in Dampfkesseln zu reguliren, worauf sich David Auld und Andrew Auld, Ingenieure zu
Glasgow, am 9. Nov.
1844 ein Patent ertheilen ließen.
Aus dem Repertory of Patent-Inventions, Jun. 1845,
S. 217.
Mit Abbildungen auf Tab.
II.
Auld's Methode den Druk und die Erzeugung des Dampfs in
Dampfkesseln zu reguliren.
Unsere Erfindung betrifft die Regulirung der Wasserspeisung bei Dampfkesseln und
Dampferzeugungs-Apparaten, und die Art der Heizung zum Behuf der
Dampferzeugung, wodurch die Wärme möglichst nuzbar verwendet, einer unnöthigen und
überflüssigen Dampfentwiklung vorgebeugt und die Ausgabe für Brennmaterial
vermindert wird.
A, Fig. 6, stellt einen
Niederdruk-Dampfkessel dar. B ist die mittlere
Höhe des Wasserstandes; D ein Schwimmer zur Regulirung
des Wasserzuflusses. Der Schwimmer D ist nämlich an eine
Stange befestigt, welche durch die Röhre E in die Höhe
geht und oben an den um R drehbaren Hebel F befestigt ist. G ist ein
mittelst einer Stange an diesen Hebel befestigter Stöpsel, welcher durch das Steigen
oder Sinken des Schwimmers D die Oeffnung mehr oder
weniger verschließt, so daß durch die Rohre O und die
Speisungsröhre K eine größere oder geringere Quantität
Wasser in den Dampfkessel gelassen wird. Durch den Dampfdruk im Innern des Kessels
wird das Wasser zu der Speisungsröhre K hinaufgetrieben,
wo es den Schwimmer C hebt und die Platte N, mit welcher der Schwimmer durch eine Kette P verbunden ist, in den Feuercanal niederzusinken
veranlaßt, wodurch der Zug vermindert und mithin die Intensität des Feuers
geschwächt wird. Dieses nun ist die gewöhnliche Methode,
Niederdruk-Dampfkessel mit Wasser zu speisen und den Luftzug zu reguliren.
Wir aber erreichen diesen Zwek auf folgende Weise.
J ist eine durch die Röhre L
mit der Speisungsröhre K verbundene Cisterne, deren
Boden mit dem Wasser in K, wenn der Dämpfer N beinahe geschlossen ist, in gleicher Höhe sich
befindet. Die Cisterne befindet sich zugleich in einer Höhe, die durch das Gewicht
am Sicherheitsventil und die correspondirende Wassersäule in der Röhre K zu reguliren ist. Wenn nun der Dampfdruk zunimmt, so daß er das Wasser in
der Speisungsröhre K über den Boden der Cisterne J hinauftreibt, so fließt das Wasser durch die Röhre L in diese Cisterne und hebt dadurch den Schwimmer X, dessen Steigen den Hahn Y
öffnet. Je nach dem Grad des Dampfdruks bleibt der Hahn Y mehr oder weniger geöffnet, und gestattet dem Wasser aus der Cisterne
J durch die Röhre W, W
in die Speisungsröhre K zu fließen. Der Stöpsel G ist so angeordnet, daß er nicht eher schließen kann,
als bis das Wasser in dem Dampfkessel bedeutend über der mittleren Wasserhöhe steht.
Z ist eine kleine Röhre, um die Luft oder den Dampf,
welche sich in der Cisterne J etwa ansammeln sollten,
entweichen zu lassen. Das auf diese Weise zugelassene Wasser nimmt den
Wärmeüberschuß in dem Dampfkessel auf und der Dampf bleibt innerhalb der Gränzen der
Belastung des Sicherheitsventils.
Sollte der Dampfdruk zu gering seyn, um den Schwimmer X
zu heben und der Wasserstand in dem Dampfkessel zugleich zu niedrig werden, so
fließt durch den Hahn H, welcher durch eine Stange S mit dem Hebel F in
Verbindung steht, aus der Cisterne J Wasser zu.
Die Methode, welche gegenwärtig befolgt wird, um Hochdruk-Dampfkessel und
Marine-Dampfkessel mit Wasser zu speisen, besteht darin, daß man durch eine
Pumpe, sobald es nöthig erscheint, Wasser in den Kessel drüken läßt. Die Figuren 7, 8 und 9 erläutern die
Anwendung unserer Erfindung auf Hochdruk- und Marinedampfkessel. Fig. 7 stellt
die Endansicht eines Hochdruk-Dampfkessels mit Dämpfer und Speisungsapparat
dar. A ist der Kessel; Z der
mittlere Wasserstand; C eine Ventilbüchse mit dem
belasteten Ventil B; D eine
aus der Ventilbüchse nach der Cisterne E führende Röhre.
Wenn der Dampfdruk das Gewicht an dem Ventil B
überwältigt, so öffnet sich dieses und läßt den Dampf in die Büchse C und von da durch die Röhre D in die Cisterne E entweichen, wo er mit dem
Wasser in F in Berührung kommt und dadurch theilweise
condensirt wird; zugleich wird, da die Condensation nur eine partielle ist, der
Dampfdruk auf das Wasser mit der Erwärmung des Wassers zunehmen. In Folge dieses
Druks steigt das Wasser in die Röhre G, hebt den
Schwimmer H und veranlaßt dadurch den Dämpfer K je nach dem Steigen des Schwimmers H mehr oder weniger in den Feuercanal hinabzusinken.
Wenn das Wasser bis oben an die Röhre G steigt, so tritt
es in die Cisterne M, hebt die Schwimmkugel N, öffnet den Hahn O und
gestattet dadurch der stets in Thätigkeit befindlichen Pumpe R durch das Saugrohr P, P Wasser aus dem
Behälter S zu heben und dasselbe durch die Röhre U in den Dampfkessel zu drüken. Diese Pumpe fährt so
lange fort Wasser in den Dampfkessel zu drüken, als der Dampfdruk den erforderlichen
Grad übersteigt.
Sobald aber eine hinreichende Quantität kalten Wassers eingepumpt ist, um den
Wärmeüberschuß zu absorbiren, so wird der Dampfdruk innerhalb seiner regelmäßigen
Glänzen zurükkehren und das Ventil B sich schließen. Da
nun der Dampf von der Cisterne E abgeschlossen ist, so
sinkt das Wasser in der Röhre G und mit ihm die
Schwimmer H und N, und der
Hahn O schließt sich, so daß jezt die Pumpe R nicht eher wieder Wasser aus dem Behälter S herbeipumpen kann, als bis der Hahn O durch die erwähnte Operation wieder geöffnet wird.
Sollte das Wasser in dem Dampfkessel einen tiefen Stand annehmen, und der Dampfdruk
unzureichend werden, um den Hahn O auf die oben
bezeichnete Weise zu öffnen, so kann man die Anordnung treffen, das Wasser auf die
gegenwärtig gebräuchliche Weise mit Hülfe einer besonderen Pumpe zuzuführen.
Indessen kann auch zu diesem Zwek die Pumpe R benüzt
werden. Der Hahn O mit seinem Apparat kann an der Röhre
U angeordnet werden, eben so die drükende Seite der
Pumpe R anstatt der Saugröhre P. Die Pumpe R wird beständig in Thätigkeit
erhalten und das Wasser fortwährend durch die Röhre U in
den Dampfkessel gedrükt, außer wenn der Hahn O an der
drükenden Leite geschlossen ist, wo dann das Wasser durch ein Sicherheitsventil in
die freie Luft ausgegossen wird. Diese Methode ist auch aus Fig. 8 zu entnehmen, wo
I die Drukpumpe und Z
die mit einem Sicherheitsventil S versehene Drukröhre
ist. Zur Zeit, wo die Pumpe nicht in Thätigkeit ist, und wenn gerade überflüssig
Dampf vorhanden seyn sollte, schlagen wir vor denselben durch die Röhre T in den Behälter S, Fig. 7, zu
leiten, wodurch der ganze Wärmeüberschuß dem Wasser, das den Kessel speisen soll,
mitgetheilt wird. X, Fig. 7, ist ein Ventil,
welches so beschwert ist, daß es dem Dampfdruk in der Cisterne Widerstand leistet;
dieser Dampfdruk ist hinreichend, um das Wasser bis beinahe an die Deke der Cisterne
E und nicht weiter zu erheben.
Die Figuren 8
und 9
erläutern die Anwendung unserer Erfindung auf einen Marinedampfkessel von hohem oder
niedrigem Druk. A, Fig. 8, ist ein
Dampfkessel, B der gewöhnliche Wasserstand. Die beiden
senkrechten Linien sollen einen Theil des Schornsteins mit einem Dämpfer K vorstellen, der im gegenwärtigen Augenblik als
geschlossen angenommen ist. L ist ein an der
Dämpferachse befestigter Hebel mit einem runden Gewicht O am einen und einem Quadranten an dem andern Ende. Die an diesen
Quadranten befestigte Kette P trägt in der Röhre G den Schwimmer H. Wir
wollen annehmen, der Dampf drüke auf die Oberfläche des Wassers in der Cisterne E, in welche der Dampf durch die Röhre D eingelassen wird. Wenn das Wasser bis an die obere Mündung der Röhre
G steigt, so tritt es in die an derselben
angebrachte Cisterne; da nun die Cisterne E sich
entleert, so sinkt der Schwimmer N und öffnet den Hahn
R, so daß nun das Wasser durch die Röhre Z, P in den Dampfkessel gedrükt werden kann. Dieß dauert
so lange fort als der Dampfdruk die vorgeschriebene Gränze überschreitet. Sobald
aber der Dampfdruk nachläßt, so sinkt das Wasser in der Röhre G in die Cisterne E herab, hebt den Schwimmer
N und veranlaßt den Schluß des Hahns R, wodurch die Wasserspeisung so lange unterbrechen ist,
bis der Dampf den erforderlichen Druk wieder erlangt hat. Sollte aber der
Wasserstand in dem Kessel unter das normale Niveau sinken, so kann die Speisung auf
dem gewöhnlichen Wege bewerkstelligt werden.
Fig. 9 zeigt
eine Endansicht der Cisterne E in Fig. 8. Der Schwimmers
befindet sich in dem schmalen Raum, wenn das Wasser mit dem oberen Theil der
Speisungsröhre G in einerlei Höhe ist. Unsere Erfindung
kann auch dazu angewendet werden, mit Hülfe der Dämpferkette einen Hahn zu öffnen,
um Wasser in den Dampfkessel zu lassen, wenn der Dampf den erforderlichen Druk
erlangt hat. An der Kette ist nämlich eine Hervorragung angebracht, welche beim
Steigen oder Sinken auf einen an dem Hahn Y befestigten
Hebel wirkt und den Hahn öffnet, worauf das Wasser aus der Cisterne J, Fig. 6, durch die Röhre
W in die Speisungsröhre K fließt. Durch diese Methode werden die Röhren L, die Cisterne J und die Kugel X entbehrlich. In Fig. 7 würde eine an der
Kette angebrachte Hervorragung auf einen mit dem Hahn O
in Verbindung stehenden Hebel wirken, und die Cisterne M
und die Schwimmkugel N entbehrlich machen. In Fig. 8 kann man
die Dämpferkette auf dieselbe Weise wie in Fig. 7 wirken lassen,
indem man die Röhre P und den Hahn R hoch genug anordnet, um einer Hervorragung an der
Kette zu gestalten, auf einen an dem Hahn R befestigten
Hebel zu wirken.
Der wesentliche Vortheil unserer Erfindung besteht, wie wir bereits oben angedeutet
haben, darin, daß wenn der erforderliche Dampfdruk erreicht ist, Wasser zufließt, um
den Wärmeüberschuß zu absorbiren. Die Wasserspeisung und Regulirung des Feuers ist
überhaupt so eingerichtet, daß jede unnöthige Dampferzeugung und Dampfentweichung,
so wie jede unnöthige Brennmaterial-Consumtion beseitigt ist, während bei den
seither gebräuchlichen Methoden aller über den verlangten Druk hinaus erzeugte Dampf
durch das Sicherheitsventil entweicht und verloren geht.