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Es ist bekannt, dass die Wärmeübertragung von dem die Röhren bestreichenden Heizgasstrom auf die Heizfläche der Röhren nur dann eine gute ist, wenn die Gasteilehen, welche ihre Wärme abgegeben haben, durch heissere Gasteilehen von der Heizfläche abgedrängt werden.
Um dies in wirksamerer Weise als dies bisher möglich war zu erreichen, werden gemäss der Erfindung bei Wasserrohrkesseln mit längsliegenden Ober-und Unterkesseln die Rohrreihen, die je zwei untereinanderliegende Trommeln verbinden, zwischen die Rohrreihen der benachbarten Trommeln so eingeschoben, dass sie diese Rohrreihen zweioder mehrmals kreuzen, wobei durch Lenkplatten die Heizgase parallel oder nahezu parallel mit den Rohrachsen geführt werden und dadurch eine zwei-oder mehrmalige Durchwirbelung der Heizgase innerhalb der Rohrbündel erzielt wird.
Gemäss der Erfindung wird dieselbe Wirkung auch bei Wasserrohrkesseln mit nur einem Oberkessel und einem Unterkessel dadurch erreicht, dass die den Oberkessel und den Unterkessel verbindenden Rohrbündel aus je zwei Rohrgruppen bestehen, die in der Achsrichtung des Kessels abwechselnd nach der einen und nach der andern Seite bogenförmig gekrümmt sind, so dass sich die Achsen der Rohrgruppen in gegeneinander und zur Kesselachse geneigten Ebenen befinden und sich zweimal kreuzen. Bei beiden Anordnungen können die Wasserröhren ausser einer bogenförmigen auch eine schlangen-oder ziekzackförmige Form haben.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel mit zwei Ober-und zwei Unter-
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ein Längsschnitt nach 1-B. Fig. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel im Querschnitt und Vorderansicht, bei dem die Röhrenbündel einen Ober-mit einem Unterkessel verbinden, und in jedem Rohrbündel die benachbarten Rohrlagen sich kreuzen. Fig. 5 und 6 zeigen in Ansicht und Draufsicht schematisch den Weg der sich kreuzenden Heizgasströme.
In Fig. 5 und 6 sind a die Röhren mehrerer. je in einer Ebene angeordneter Rohrbündel, b diejenigen von dazwischen liegenden, ebenso angeordneter, aber die ersten Rohrbündel kreuzender Rohrbündel. Die Pfeile zeigen die Richtung der sich kreuzenden Heizgasströme. Durch das Auftreffen dieser Heizgasströme auf die ihnen entgegenliegenden Röhren werden sie geteilt, und die Teilströme streichen in entgegengesetzter Richtung aneinander vorbei, wodurch, wie deutlich zu ersehen. Drehmomente entstehen, die eine Drehung der einzelnen Gasströme, ein Wirbeln, bewirken.
Da die Kreuzungsstellen, wie die Ausführungsbeispiele zeigen, derart angeordnet sind, dass auf einer beträchtlichen Wegstrecke der Heizgase diese Drehbewegung erfolgt, und gleichzeitig der Weiterbewegung des Gasstroms längs der Röhren ein geringer Widerstand entgegengesetzt wird, da die Kreuzungswinkel verhältnismässig klein sind, so setzt sich die Drehbewegung der einzelnen Gasströme um die Röhren herum infolge des Beharrungsvermögens über die Kreuzungsstellen hinaus fort, die kalten Gase werden von dem Röhrenumfang weggeschleudert, und die heissen Gase kommen an ihn heran.
In Fig. 3 und 4 sind 1 und 2 Ober-und Unterkessel, zwischen denen Rohrbündel 3 und 4 als Steigrohr-und Fallrohrbündel angeordnet sind. Die Wasserröhren sind nach Kreisbögen gekrümmt, die sich in den Punkten 5 und 6 bzw. 7 und 8 des Oberkessel-und Unterkesselmantels schneiden, so dass sie durch Löcher an diesen Punkten aus-und eingebracht und gereinigt werden können. Sämtliche Röhren der Bündel 3 und 4 sind nur nach einer Richtung gekrümmt, so dass das Bündel eine mondsichelartige Form erhält, und die konvexe Seite der Röhren gegen den Gasstrom gerichtet ist. Ausserdem sind die Achsenebenen der Rohre a und b abwechselnd gegen eine zur Kesselaehse senkrechte Ebene nach links und rechts verschwenkt.
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Die unten in das Rohrbündel 3 eintretenden Heizgase werden durch die Rolurgruppen a und b in einzelne Ströme von verschiedener Strömungsrichtung geteilt und diese Ströme kreuzen sich auf ihrem Weg längs der Röhren zweimal in der weiter oben geschilderten Weise. Dasselbe tritt ein bei dem Rohrbündel 4, das von den Heizgasen von oben nach unten durchstrichen wird.
Da die Röhren beider Bündel 3 und 4 so gekrümmt sind, dass der umlaufende Wasserstrom eine einem geschlossenen Kreisring ähnliche Form hat, so ist der Widerstand, den er in den Röhren findet, sehr gering, und auch der Durchgangswiderstand durch die Ober-und Unterkessel mässig, weil sämtliche Ein-und Austrittsrichtungen einander zugeneigt sind. Die Geschwindigkeit des Umlaufstroms wird also eine ganz erhebliche sein und ist gross genug, um das Wasser an die konvexe Rohrbogenaussenseite infolge der Fliehkraft zu drängen, während in den Steigröhren die Dampfblasen entlang der konvexen Rohrbogeninnenseite strömen werden.
Durch die Anordnung der mondsichelförmigen Röhrenbündel mit ihren Spitzen auf dem Umfang der Ober-und Unterkessel wird der Vorteil erreicht, dass jeweils eine grosse Zahl von Röhren durch ein einziges Verschlussloch des Ober-und Unterkessels zugänglich sind.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform, bei der die mondsiehelartigen Steigrohrbündel 13 und 15 zweier Kessel mit den Oberkesseln 9 und 11 und den Unterkesseln 10 und 12 derart ineinander geschoben sind, dass sich diese Rohrbündel M und kreuzen, u. zw. so, dass immer zwischen zwei Rohrlagen des einen Rohrbündels sich eine Rohrlage des andern einschiebt. Die Rohrlagen jedes Steigrohrbündels können hier in einer zu der Kesselachse senkrechten Ebene liegen, da die Kreuzung der Gasströme durch die Kreuzung der ineinander geschobenen Rohrbündel13 und 15 erfolgt. Durch die Lenkplatten 17 werden zwei Einzelströme der Heizgase gebildet, die sich in der Rohrkreuzungsstelle durchkreuzen, wobei die früher geschilderte Wirkung eintritt.
Bei den Fallrohrbündeln 14 und 16 liegen die Röhren a und b wie in Fig. 4 in sich schneidenden Ebenen und kreuzen sich demnach wie oben beschrieben. Durch dieses Ineinanderschachteln zweier Kessel kann für hohe Drücke die Teilung der Rohrlagen weit gehalten werden, um die Mäntel nicht zu sehr zu verschwächen, und trotzdem erhält man eine langdauernde innige Berührung
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wirksam ist. Die Rohrbündel. M und 15 können auch S-Form haben, also schlangen-oder zickzackförmig sein und eine solche Anordnung haben, dass sie den Oberkessel 9 mit Unterkessel12 und Oberkessel. H mit Unterkessel 10 kreuzweise verbinden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wasserrohrkessel mit längsliegenden Ober-und Unterkesseln, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrreihen, die je zwei untereinanderliegende Trommeln verbinden, zwischen die Rohrreihen der benachbarten Trommel derart eingreifen, dass sie diese zwei oder mehrmals kreuzen und Lenkplatten angeordnet sind, welche die Heizgase parallel oder nahezu parallel zu den Rohrachsen führen, zum Zwecke eine zwei-oder mehrmalige Durchwirbelung der Heizgase innerhalb der Rohrbündel zu erzielen.
2. Wasserrohrkessel mit längsliegendem Ober-und Unterkessel, dadurch gekennzeichnet, dass
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bestehen, die in der Achsenrichtung des Kessels abwechselnd nach der einen und nach der andern Seite bogenförmig gekrümmt sind, wobei sich die Achsen der Rohrgruppen (a, b) in zur Kesselachse geneigten Ebenen befinden und sich zweimal kreuzen.
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