DE224162C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die großen Ventilatoren der Bergwerke bedingen bekanntlich einen ununterbrochenen und beträchtlichen Kraftverbrauch. Andere Bergwerksmaschinen, wie Fördermaschinen, Verdichter, sind gleichfalls große Kraftverbraucher, arbeiten aber mit Unterbrechungen oder doch mit erheblichen Betriebsschwankungen. Bei diesen Maschinen wird in der Regel, sofern es sich um Dampfbetrieb handelt, der Abdampf entweder ins Freie oder in einen Kondensator geleitet. Bei den saugenden Zentrifugalgrubenventilatoren, wie sie meistens vorkommen, schwankt nun der Kraftbedarf fast genau mit der dritten Potenz der abgesaugten Luftmenge. Hier stehen also großen Schwankungen der aufzuwendenden Triebkraft verhältnismäßig kleine Schwankungen in der Luftmenge gegenüber.

Hieraus ergibt es sich, daß der Grubenventilator in Verbindung mit einer einfachen, durch Abdampf betriebenen Kondensationsdampfmaschine besonders geeignet ist, den Auspuffdampf anderer Bergwerksmaschinen zu verwerten.

In Fig. ι der beiliegenden Zeichnung sind diese Beziehungen zwischen der aufgewandten mechanischen Arbeit L und der geförderten Luftmenge V durch die beiden Kurven L und V veranschaulicht. Großen Schwankungen der ersteren entsprechen kleine der letzteren.

Es ist nun für den Bergwerksbetrieb nicht unbedingt erforderlich, daß der Ventilator in jeder Zeiteinheit eine gleich große Luftmenge absaugt, sondern nur in einem gewissen Zeitabschnitt eine bestimmte Mindestluftmenge. Mäßige Schwankungen sind zulässig.

Es betrage z. B. die für die Stunde erforderliche durchschnittliche Luftmenge V, und es möge zulässig sein, daß in der Zwischenzeit Abweichungen nach unten und oben um höchstens 10 Prozent von V vorkommen, so würde die Luftmenge also schwanken zwischen V₁₀ V und "/10 V.

Ist L₁ die bei ⁹/io V erforderliche Arbeitsleistung und L₂ die bei ¹¹Z₁₀ V erforderliche Arbeitsleistung, so wird

L₂= [¹¹U]³L₁ =1,82 L₁

betragen. Das wäre eine bedeutende Kraft-Schwankung.

Das Beispiel soll nur zeigen, daß der Betrieb durch Abdampf mit seiner schwankenden Energiezufuhr für diese Verhältnisse besonders geeignet ist.

Gemäß der Erfindung ist zur Ausnutzung von Auspuffdampf für den Betrieb eines Grubenventilators eine Kolbendampfmaschine b (Fig. 2 und 3) mit Kondensation vorgesehen, die das unmittelbare Verkuppeln mit dem Ventilator α zuläßt.

Diese Kolbenmaschine erhält den Dampf aus einem vor der Dampfmaschine angeordneten Sammler bzw. Wärmespeicher g bekannter Art, in welchen der Auspuffdampf der verschiedenen Maschinen strömt, und aus welchem

er durch die Abdampfmaschine nach und nach entnommen wird. Diese ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit ihrem eigenen Kondensator c versehen, was am einfachsten ist; sie kann aber auch an eine besondere Kondensationsanlage angeschlossen sein.

Durch die Anordnung des. Sammlers g werden nun die Druckschwankungen bis zu einem gewissen Grade ausgeglichen. Sie betragen nur noch einen kleinen Bruchteil einer Atmosphäre, nämlich 2 bis 3 m Wassersäule. Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Ausnutzung dieser Druckschwankung zur Regelung der Dampfmaschine in der Weise, daß bei stärkerer Dampfzufuhr eine stärkere Dampfentnahme durch Vergrößerung der Zylinderfüllung und bei geringerer Dampfzufuhr eine geringere Dampfentnahme durch Verringerung der Zylinderfüllung entsteht.

Durch diese Regelung wird der Ausgleich der Druckunterschiede wesentlich verbessert.

Zu dem Zweck ist der untere Teil des Sammlers, welcher nach Art der Wärmespeicher Dampf von etwa ¹Z₅ Atmosphäre Überdruck und heißes Wasser enthält, mit einem Steigrohr h in Verbindung gebracht, in welchem ein Schwimmer i angeordnet ist, welcher mit dem Druck im Sammler g steigt oder fällt.

Diese Schwimmereinrichtung, welche in der Zeichnung schematisch angedeutet ist, wird in geeigneter Weise durch Kette k oder Gestänge mit dem Expansionsschieber der Dampfmaschine b in Verbindung gebracht, derart, daß die Füllung und damit die Umdrehungszahl bei sinkendem Dampfdruck vermindert, bei steigendem vergrößert wird. Dem niedrigen Dampfdruck entsprechend wird der Füllungsgrad etwa in den Grenzen von 0,4 und 0,8 veränderlich sein.

Auf diese Weise wird nicht allein eine raschere Anpassung an die schwankende Dampfzufuhr bewirkt, sondern auch eine bessere Ausnutzung des Dampfes bei spärlicherer Zufuhr des letzteren durch vermehrte Expansion erzielt.

Es entspricht hier also, entgegen der Regelung gewöhnlicher Dampfmaschinen, zunehmendem Dampfdruck größere Füllung und rasch wachsende Leistung.

Beim Sinken des Druckes im Sammler g unter die zulässige Grenze kann durch die Schwimmereinrichtung ein Ventil f bewegt werden, welches Frischdampf hinzutreten läßt und einen weiteren Rückgang der Umdrehungszahl der Dampfmaschine b verhindert. Das Ventil f bleibt nur so lange offen, bis die Abdampfzufuhr wieder genügt.

Steigt der Druck im Sammler über die zulässige obere Grenze, so wirkt die Schwimmereinrichtung auf ein anderes, an beliebiger Stelle befindliches Abschlußorgan, um dem überschüssigen Dampf Austritt bzw; Zugang zu einer anderen Verwendungsstelle zu ermöglichen.

Das ■ Wesen der Einrichtung bleibt auch dann bestehen, wenn an Stelle der Schwimmereinrichtung ein anderer gleichartig wirkender · Druckregler angeordnet ist, sowie wenn die Dampfmaschine den Ventilator mittels Riemen- oder Seilübertragung antreibt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Regelungsvorrichtung für eine Abdampfkolbenmaschine zum Antrieb eines Grubenventilators unter Verwendung eines Wärmespeichers für den Abdampf von Dampfmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Wärmespeicher (g) in Verbindung stehender Druckregler (i) die Steuerung der Abdampfkolbenmaschine (b) derart beeinflußt, daß die Zylinderfüllung dann größer wird, wenn der Dampfdruck im Wärmespeicher (g) größer, und kleiner, wenn der Dampfdruck kleiner wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen,