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Dampfkessel.
Die Erfindung betrifft einen Dampfkessel, in dessen Innerem zur Vergrösserung der Verdampfungsfläche übereinanderliegende Einbauten vorgesehen sind, die von oben nach unten im Zickzack vom Wasser berieselt werden. Es ist bereits vorgeschlagen worden, diese Einbauten als blosse Führungsbleche für das Wasser auszubilden und von Heizgasen bestreichen zu lassen, die an ihrer Eintrittsstelle in den
Kessel entzündet werden. Hiedurch wird jedoch eine sehr ungleichmässige Verdampfung erzielt, da dieselbe in der Nähe der Verbrennungsstelle der Heizgase grösser ist als an den andern Teilen des Kessels. Ferner hat die Ausbildung der Einbauten als blosse Führungsbleche den Nachteil, dass halbwegs gleich starke Wasserschichten an den einzelnen Stellen eine überaus gleichmässige und ununterbrochene Wasserspeisung zur Voraussetzung haben.
Gemäss der Erfindung sind die Einbauten als flache, pfannenförmige Wasserbehälter ausgebildet, deren jeder sich im Wesen über den gesamten Kesselquerschnitt erstreckt und von überhitztem Dampf bestrichen wird, der durch Umwälzvorrichtungen durch den Kessel getrieben wird. Die pfannenartigen Wasserbehälter sind während des Betriebes ständig mit Wasser gefüllt und bieten daher eine immer gleichmässige grosse Verdampfungsfläche dar, u. zw. auch dann, wenn die Speisung unregelmässig ist oder kurzzeitig unterbrochen wird. Da die pfannenartigen Einbauten bzw. die grosse Wasseroberfläche überall vom überhitzten Dampf bestrichen wird, ist die Verdampfung an allen Stellen gleichmässig und infolge der Einwirkung der Überhitzerwärme auf das Wasser reichlich.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei beispielsweisen Ausführungsformen dargestellt. Fig. 1 zeigt einen liegenden Kessel im Längsschnitt ; Fig. 2 ist die Vorderansicht und Fig. 3 die Hinteransieht des Kessels ; Fig. 4 ist ein Schnitt nach der Linie II der Fig. 1. Fig. 5 zeigt im Schnitt einen stehenden Kessel.
Nach der Ausführungsform gemäss den Fig. 1-4 besteht der Kessel aus einer Trommel A mit abnehmbarem Boden G und aus zwei zur Speisewasservorwärmung dienenden Trommeln B, die mit der Trommel A durch die Rohre 7, 8 mit Ventilen 16, 161... verbunden sind. Im Innern der Trommel A liegen herausnehmbare flache, pfannen artige Wasserbehälter 1, 2, 21....... 24, 11, die zweckmässig aus mehr oder weniger stark gewellten Blechen bestehen und im Kessel A in entsprechenden Abständen übereinander waagrecht oder in mehr oder weniger starker Neigung (Fig. 1, Pfanne 11) in der Strömungsrichtung des Wassers angeordnet sind. Bei geneigter Anordnung der Pfannen stellen die einzelnen querliegenden Wellentäler hintereinandergeschaltete kleine Behälterteile dar.
Zum Schutze der Wandung der Trommel A oberhalb des tiefsten Wasserstandes (bei D) vor Überhitzung ist im Kesselinnern eine Wand 4 vorgesehen, die annähernd in der Höhe des niedrigsten Wasserstandes an dem Kesselkörper angenietet ist, bis etwa zur halben Kesselhöhe reicht und an beiden Seiten und am hinteren Ende des Kessels einen taschenartige, unter sich verbundenen Raum 3 bildet, welcher mit Wasser angefüllt ist. Die obere Hälfte der Kesselwand kann nötigenfalls gegen zu starke Überhitzung an der Aussenseite mit einer Isolierschicht 6 aus Schamotte u. dgl. belegt werden.
Die als Speisewasservorwärmer dienenden Trommeln B sind zur Beschleunigung der Vorwärmung mit Wasserrohrschlangen 15 versehen. Sie sind oberhalb des Kessels A im Bereiche der abziehenden Heizgase angeordnet und stehen mit dem Kessel A durch die Leitung 7, 8 in Verbindung und können mit Hilfe der Absperrventile 16, 161, 162, 164 abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden. Das Anfüllen des während des Betriebes entleerten und ausgeschalteten Vorwärmers B mit Wasser erfolgt durch das Speiserohr 9, das am unteren Ende einen nach Art einer Brause mit Löchern versehenen Ansatz 91 trägt.
Wenn durch den Ansatz 91 Wasser in die Trommel B eingeführt wird, kondensiert der in der letzteren befindliche Dampf, und das Wasser wird durch den Atmosphärendruck von aussen in die nunmehr unter Unterdruck stehende Trommel B hineingedrückt. Die Vorwärmung des Wassers in den Trommeln B kann nötigenfalls auch dadurch erfolgen, dass man durch Öffnen des Ventils 16 einen Dampfstrahl aus dem Kessel A in die Trommeln B einleitet.
Die Speisung des Kessels A bzw. der Pfannen erfolgt aus den Vorwärmern B, indem man abwechselnd einen derselben zur Speisung des Kessels einschaltet. Beim Öffnen des Ventils 161 wird ein Vorwärmer mit dem Kessel A unter gleichen Dampfdruck gesetzt. Alsdann öffnet man das Ventil 162 und lässt das Wasser durch das Rohr 14 in die oberste Pfanne 1 einfliessen.
Das Wasser durchfliesst dem Wasserstande entsprechend die nötigenfalls mit kleiner Neigung angelegte Pfanne, wobei es von dem die Pfannenreihen durchströmenden überhitzten Dampf schnell auf die Siedewärme gebracht wird, tritt dann, wie die Pfeile zeigen, auf die folgende Pfanne 2 und so weiter bis auf die Pfanne 22, von wo es durch die Seitenöffnungen 5 derselben in die untereinander verbundenen Wassertaschen 3 überfliesst. Aus den Wassertaschen 3 fliesst das überschüssige Wasser bei 51 auf die Pfanne 23 und so weiter, von der einen Pfanne auf die folgende, dabei immer von dem überhitzten Dampfe bestrichen, bis es unten im Wasserraum D des Kessels anlangt.
Der Zufluss des Wassers auf die Pfannen und weiter in den Wasserraum D muss stets dem mittleren Wasserstande entsprechen und wird von Hand oder selbsttätig durch das
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Ventil geregelt. Nötigenfalls kann der Wasserzufluss durch das zweite Rohr 141 mit Ventil 168 erfolgen.
Zur Wärmeübertragung in den Kessel A ist eine Pumpe 10 und zwei Pumpen 101 od. dgl. vorgesehen, die in dem Rohrstrang des Überhitzers 12 eingeschaltet sind. Der Überhitzer 12, der sich bei 21 in zwei Rohrstränge verzweigt, ist in den seitlichen Gaszügen E des Kessels A angeordnet und mit demselben durch die Rohrstutzen 11, 111 verbunden. Zur Entnahme des Dampfes aus dem Überhitzer 12 dient der Rohrstutzen 13.
Beim Betriebe der Anlage strömen die heissen Heizgase unter dem Kessel in dessen Längsrichtung nach hinten, wobei der verhältnismässig sehr kleine Wasservorrat im Kessel A schnell zum Sieden gebracht wird ; weiter kehren die Heizgase zurück und ziehen durch beiderseits des Kessels A liegende Gaszüge E nach vorne, dabei den Überhitzer 12 erwärmend, steigen dann in die oberen Züge F auf und weiter zu den Vorwärmern B bzw. den Wasserrohrschlangen J, bestreichen die obere Kesselwand und entweichen durch die beiden Abzüge 22 in den Schornstein. Diese Abzüge können nötigenfalls abwechselnd, je nachdem die beiden Vorwärmer B abwechselnd ein-oder ausgeschaltet sind, geschlossen oder geöffnet werden.
Gleichzeitig mit der Anheizung des Kessels werden auch die Förderpumpen 10, 101 von einem Motor od. dgl. in Tätigkeit gesetzt. Dabei wird der im Kessel A erzeugte Dampf von der Pumpe 10 angesaugt, in den Überhitzer 12 befördert und weiter an den beiden Ausgangsenden des Überhitzers 12 durch die Pumpen 101 gefasst und wieder in den Kessel A zurückgetrieben, wo der überhitzte Dampf, die Pfannenreihen und auch die weite Oberfläche des Wassers bestreichen, eine schnelle und reiche Dampf entwieklung hervorruft, zumal mit der Pfannenwandung gemeinsam auch die Wasseroberfläche bzw. der Wasserspiegel als Heizfläche mitwirkt.
Die Dampfentwieklung im Kessel ist um so reichlicher und die Wärmeausnutzung um so vorteilhafter, eine je grössere Verdampfungsfläche bzw. Wasseroberfläche und mithin aber auch eine je grössere Heizfläche durch die Anordnung der Pfannen im Kessel erreichbar ist und je seichter die Pfannen mit Wasser angefüllt werden, wodurch sich die Dampfbläschen, jeglichen Widerstandes entbunden, unbehindert vom Wasser abscheiden können. Ein weiterer Vorteil der Anordnung der Pfannenverdampfer besteht darin, dass in einem Kessel von verhältnismässig kleinem Rauminhalt eine sehr grosse und wirksame Heizfläche gebildet wird.
Nach dem Ausführungsbeispiel gemäss der Fig. 5 besteht der Kessel aus einer aufrecht stehenden Trommel A, die am unteren Ende einen erweiterten, als Wasserraum D dienenden Ansatz aufweist und über der Feuerung C so aufgestellt ist, dass derselbe bis zum Wasserspiegel von den Heizgasen bestrichen wird. Im Innern des oberen zylinderischen Teiles des Kessels sind die Pfannenverdampfer so angeordnet, dass der zwangläufig umgetriebene überhitzte Dampf die Pfannenreihen zwecks Wärmeübertragung unbehindert durchströmen kann.
In der obersten Pfanne, die etwas tiefer als die übrigen ist, ist eine Rohrschlange 19 eingesetzt, deren eines Ende den Boden der Pfanne durchsetzt und deren anderes Ende in den Rohrstutzen 11 zum Überhitzer 12 mündet, so dass bei der Strömung des überhitzten Dampfes durch den Kessel ein Teil desselben durch die Rohrstange 19 düsenartig in den Überhitzer mitgerissen wird, wodurch das durch das Speiserohr 14 der Pfanne zufliessende Wasser schnell zum Sieden gebracht wird. Die Pfannen werden so angeordnet, dass sie zwecks Reinigung, Ausbesserung u. dgl. leicht herausgenommen werden können.
Der Überhitzer 12, in dessen Rohrstrang die Pumpe 20 eingeschaltet ist, ist im ersten Zuge der Heizgase angeordnet. Im zweiten Zuge liegt die Wasserrohrschlange 15 der Speisewasservorwärmer B, durch welche das Speisewasser mittels der Pumpe 201 getrieben wird. Im Kessel ist ein Schwimmer 18 zur Anzeige des Wasserstandes vorgesehen. Die Wirkung der Ausführungsform nach Fig. 5 ist dieselbe wie jene der Ausführungsform nach den Fig. 1-4.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Dampfkessel mit übereinanderliegenden, im Zickzack vom Wasser berieselten Einbauten zur Vergrösserung der Verdampfungsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbauten aus flachen, pfannenartigen, mit Wasser gefüllten Behältern bestehen, deren jeder sich im wesentlichen über den gesamten Kesselquerschnitt erstreckt und von durch den Kessel durch Umwälzvorrichtungen (10, 101) getriebenem, überhitztem Dampf bestrichen wird, der das die Behälter füllende Wasser zum Verdampfen bringt.