Dampferzeuger. Die Erfindung bezieht sich auf Dampf erzeuger, bei denen die Menge des Arbeits mittels nicht nur in Abhängigkeit wenig stens von einer Zustandsgrösse des Dampfes, sondern auch wenigstens von einer Betriebs grösse geregelt wird.
Sie bestellt darin, dass das Arbeitsmittel, in Teilmengen, unterteilt, einzelnen parallel geschalteten, fortlaufen den Rohrsträngen zugeführt, die ganze Ar- beitsmittelmenge in Abhängigkeit von we nigstens einer Zustandsgrösse und jede Teil menge in Abhängigkeit von wenigstens einer ihr zugehörigen Betriebsgrösse geregelt wird.
Es ist bekannt, Dampferzeuger, denen das Arbeitsmittel ungeteilt an einer einzigen Stelle zugeführt und ebenso an einer einzigen Stelle alis Dampf entnommen wird, ,so zu regeln, dass die Speiseflüssigkeits@menge in Abhängigkeit von der Temperatur und von der Menge des erzeugten Dampfes verändert wird.
Wenn das Arbeitsmittel in einzelne Teilmengen aufgeteilt, mehreren parallel ge schalteten, fortlaufenden Rohrsträngen zuge führt wird, entsteht dadurch eine Schwierig keit, dass durch einzelne Rohrstränge mehr Arbeitsmittel fliesst als durch andere, so da.ss in den verschiedenen Rohrsträngen das Ar beitsmittel nicht gleichmässig beheizt wird und schliesslich einzelne Rohrstränge Scha den leiden.
Dadurch, da,ss die den einzelnen Rohrsträngen zugeführten Teilmengen in Abhängigkeit von wenigstens einer Betriebs gröss9 der entsprechenden T.eilrnengen ge regelt werden, .ergibt .sich eine gleichmässige Verteilung der Teilmengen auf die einzelnen Rohrstränge, wodurch das Verbrennen von Rohrwandungen und die damit zusammen hän1genden Folgen vermieden sind.
Ein Beispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung schematisch darge stellt.
Fig. 1 zeigt einen nach der Erfindung gebauten Dampferzeuger im Längsschnitt; Fig. 2,stellt eine Einzelheit eines solchen Dampferzeugers dar.
Die Speisepumpe 1 fördert das flüssige Arbeitsmittel aus dem Behälter 2 durch die Speiseleitung 3 in die einzelnen zueinander parallel geschalteten Rohre 4 des Dampf- erzeugers. Nach der Verdampfung und Überhitzung des Arbeitsmittels in den Roh ren strömt dieses durch eine gemeinsame Dampfleitung 5 an die in der Zeichnung nicht dargestellten Verbrauchsstellen. Die Beheizung der Rohre erfolgt durch einen Brenner 6, dem in üblicher Weise Brennstoff und die zur Verbrennung notwendige Ver brennungsluft zugeführt wird.
Die bei der Beheizung entstehenden Abgase können durch den Kanal 7 an weitere Verbrauchs stellen oder unmittelbar ins Freie geleitet werden.
Die durch die einzelnen Rohre 4 geführte Arbeitsmittelmenge wird nicht nur in Ab hängigkeit von Zustandsgrössen des gemein sam abgeführten Dampfes, nämlich von der durch die Temperatur des gemeinsam durch die Leitung 5 abgeführten Dampfes beein- flussten Temperaturaufnehmervorrichtung 8, sondern auch in Abhämgigkeit von Betriebs grössen des durch diaeinzelnen Rohre strö menden Arbeitsmittels, nämlich von unter dem Einfluss der .durch die einzelnen.
Rohre 4 strömenden Arbeitsmittelmenge stehenden Druckdifferenza.ufnehmervorrichtungen 9 ge regelt. Zur Regelung werden die von der Temperaturaufnehmervorrichtung 8 und den Druckdifferenzaufnehmervorrichtungen 9 auf genommenen Impulse miteinander vereinigt auf die Servomotoren 10 geführt, welche als dann die Drosselorgane 11 derart verstellen, dass die durchströmende Arbeitsmittelmenge gemäss den von den Aufnehmervorriehtungen gegebenen Impulsen verändert wird.
Der von der Temperaturaufnehmervor richtung 8 durch die Leitung 12 auf den Umformer 133 geleitete Impuls stellt in der für die Steuerflüssigkeit bestimmten Leitung 14 bei höher werdender Dampftemperatur einen höheren Druck ein, so dass der Kolben 15 im Zvlinder 16 entgegen der Feder 17 in die Höhe gehoben wird und durch die Ilbertragung der Hebel 18 und der Gestänge 19 auch die Steuerschieber 20 ansteigen. 1)
ureli diese Verstellung der beiden Steuer schieber 20 wird der durch die Öffnungen 21 zugeführten Druckflüssigkeit der Weg zu den Leitungen 22 freigelegt, so dass durch Übertragung der Servomotoren 10 der Durch- f:ussquerschnitt an den: Drosselorganen 11 in öffnendem Sinn verstellt wird.
Die anfäng lich diese Regelbewegung einleitende Tem peraturerhöhung des durch ,die Leitung 5 ab- strömenden Dampfes wird durch .die ver- inehrte Zuführung von Speiseflüssigkeit wie der aufgehoben. und die Temperatur auf den normalen Betrag zurückverstellt.
Bei einer Erniedrigung der Temperatur in der Leitung 5 tritt ein entsprechender Regelvorgang, jedoch mit umgekehrtem Be wegungssinn ein, so dass d-er Durchflussquer- schnitt der Drosselorgane 11 bei sinkender Temperatur verkleinert wird, die Menge des den einzelnen Rohren zugeführten Arbeits mittels ebenfalls vermindert und somit die Temperatur des, aus, den Rohren 4 austreten den Dampfes, wieder auf die gewünschte Be- triebstemperatur erhöht wird.
Die Kolben(23 der Steuervorrichtungen 9 #tehen unter dem Einfluss des? Unterschiede der Drücke am Eintritt und am Austritt der Rohre 4. Wenn die durohfliessende Arbeits- mittelmenge sich vergrössert, nimmt auch die ser Druckunterschied zufolge der vergrösser ten Reibung an den Rohrwandungen zu, so class die Kolben 23 entlegen den Federn 24 nach unten sinken und Bund durch die Über tragung der Gestänge 25,
der Hebel 18 und der Gestänge 19 die Steuerschieber 20 im Sinne einer Druckverminderung in den Lei tungen 2 verstellen. Die in diesen Leitun gen eingeschlossene Steuerflüssigkeit kann dabei .durch die Öffnungen 26 in den Ablauf gelangen, wodurch die Servomotoren 10 die Drosselorgane 11 so verstellen, dass deren Durchflussquerschnitt verkleinert wird.
Die zii Beginn dieser Regelbewegung den Impuls erteilende Erhöhung der durch .die Rohre 4 strömenden Arbeitsmittelmenge wird somit auf das für den Betrieb gewünschte Mass wieder zurückverstellt.
Eine Verminderung der durch die Rohre 4 strömenden Arbeitsmittelmen.ge verursacht einen, geringerem Druckunterschied, welcher in entsprechemder Weise, jedoch mit um gekehrten Regelbewegungen die, Drossel stelle 11 in öffnender Richtung verstellt, so dass die die Regelhewegung einleitende ver kleinerte Arbeitsmittelmenge wieder auf das für den Betrieb normale Mass gesteigert wird.
Diese gesamte durch :die Hebel 18 in Ziisa.mmenhang stehende Temperatur- und Druckregelung steuert dabei den Durchfluss- querschnitt .der Drosselvorrichtungen. 11 so, dass, die Temperatur des aus dem Dampf erzeuger austretenden Dampfes unveränder lich bleibt und durch die einzelnen Rohre 4 unter sich stets bleich grosse Arbeitsmittel- menben fliessen.
Es werden dadurch nicht nur. Temperaturschwankungen im erzeugten Dampf, sondern auch eine ungleichmässige Belastung der einzelnen Rohre vermieden. Wenn eine Mehrzahl von Rahren ungleich förmig beheizt wird, kann eine .dieser Un- g1eichförmigkeit entsprechende Veränderung der durch die Rohre strömenden Arbeits mittelmenge angezeigt erscheinen.
Zu die sem Zweck können die Druckdifferenzauf- neh,mervor,.-iehtungen. 9, wie durch Fig. 2 gezeigt, so ausgeführt sein, dass die den Kolben 23 belastende Feder 24 in ihrer Stei- figk eit verstellt werden kann, wodurch die Grösse, der durch die Öffnungen. 27 und 2.8 aus dem Rohrsystem des Erzeugers übermit telten Drücke erreichten Verschiebungen des Gestänges 25 verändert werden. kann.
Durch die Veränderung der Grösse dieser Ver- schiebebeweb ngen werden auch die von den Servomotoren 10 (Fig. 1) auf die Dross@el- orgame 11 (Fi,g. 1) ausgefibten Verschiebun gen. in ihrer Grösse verändert, wodurch die durch den Druckabfall erreichten Korrek turen in ,der zugeführten Flüssigkeitsmenge der Beheizung der einzelnen Rohre entspre chend eingestellt werden können.
Zur Verstellung der Steifigkeit der Fe dern 24 (Fig. 2) ist ein in dem Joch 31,, mit einem der Schraubenfeder entsprechenden Schraubengewinde versehener Bolzen 32 vor gesehen. Durch Drehung dieses Bolzens 32 kann die Länge der Sch2auben.feder 24 ver- ändert werden, so dass für eine bestimmte: Zusammenidrückung eine grössere oder eine kleinere Kraft ausgeübt werden muss.
Die iVIittelstellung des Gestänges: 2,5 und damit die vom Regler einzustellende Arbeitsmittel menge kann durch eine mit einem Handrad versehene Gewindehülse 33 verstellt. und den jeweiligen Verhältnissen gemäss eingestellt werden.
Der Bolzen 32 und die Schrauben hülse 33 erlauben, also die Regelvorrichtung derart einzustellen, dass auch bei ungleich mässiger Beheizung der einzelnen Rohre in diesen bei jeder Belastung ein Dampf von gleichmässiger Temperatur erzeugt wird, so dass in den Sammelgefässen keine durch Tem- peraturunterschiede bedingte Spannungen auftreten können.
Gegebenenfalls können an der Tempera turaufnehmervorrichtung B. an dem- 'Umfor mer 13 oder an dem anschliessenden. Zwi- schenservamotor 16 Vorrichtungen vorge sehen werden, mittelst welchen die von .der Regelungsvorrichtung einzustellende Dampf temperatur dem jeweiligen Betrieb gemäss eingestellt werden kann. Selbstverständlich können von dem gemeinsam abgeführten Dampf auch Steuerimpulse in Abhängigkeit.
von andern Zustandsgrössen. zum Beispiel vom Druck oder von dem ,spezifischen Vo lumen erteilt werden. Von dem durch die einzelnen Rohre strömenden Arbeitsmittel können ebensoao-ut auch andere Betriebsgrö ssen, beispielsweise ihr Gewicht, ihre Strö- mung.sgeschwindigkeit oder insbesondere eine ihrer Zustand.sgrössen, das heisst Druck, Tem peratur oder Volumen zur Ableitung eine; Impulses verwendet werden.
Das Durch- strömorgan für die Regelung der durch die einzelnen Rohre strömenden Arbeitsmittel menge kann gegebenenfalls auch im Rohr selber oder am Austritt desselben angeordnet sein und nicht nur die Temperatur, sondern auch .den Druck izn Dampferzeuger regeln.
Die den einzelnen Rohren zugeführte Arbeitsmittelmen.ge kann natürlich auch durch Veränderung au Überströmorganen, welche einen LTberschuss an Speiseflüssigkeit wieder ins Freie abfliessen lassen oder durch Verä.n.derung der den einzelnen Rohren zu geordneten Speisevorrichtungen geregelt wer den. Vorteilhafterweise wird zur Erzeugung eines von einer Betriebsgrösse abhängigen Impulses der Unterschied der Drücke zu Beginn und am Ende der Erhitzerzone der Rohre verwendet.
Gegebenenfalls können an den einzelnen Rohren auch andere Betriebs grössen. beispielsweise der Druckunters.chie.d in einem Venturirohr oder einer Stauseheibe, der Druck, die Temperatur oder der Tempe raturunterschied aufgenommen werden, eben sogut wie in der abgehenden gemeinsamen Dampfleitung an Stelle der Temperatur auch der Druck oder der Druck und die Tempera tur zur Erzeugung eines Regelimpulses ver wendet werden können.
In den Regelvorrichtungen können natür lich beliebige R.üehführungen eingeschaltet werden, welche die eingeschalteten Verstel- lungen nach erreichter Regelung wieder rückführen, um Schwankungen im Betriebe zu verhindern. Diese Wirkung kann durch eingeschaltete Bremsei noch unterstützt wer den. Bei kleineren Ausführungen kann als dann eine direkte Übertragung der Impulse durch mechanische Gestänge von den Auf nehmervorrichtungen auf die zu regelnden Organe erfolgen.
Schliesslich können anstatt hydraulische auch elektrische Übertragungen und elektrisch betätigte Servomotoren an gewendet werden.