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Österreichische PATENTSCHRIFT N'16522. ROBERT KNAPPIK m DABROWA-GORNICZA (RUSSISCH-POLEN).
Wasserzirkulationsvorrichtung für Dampfkessel.
Die vorliegende Erfindung betrifft verschiedene Verbesserungen der durch Patent NI'. 1227 geschlitzten Einrichtung zur Herstellung eines Wasserumlaufes in Dampfkesseln, u. zw. soll durch diese Verbesserungen einerseits eine verstärkte Wirkung der genannten Vorrichtung, andererseits eine Zirkulation in Dampfkesseln ermöglicht werden, wo dies mit
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erreichbar wäre.
Die vorliegende Erfindung ist in der Zeichnung schematisch in verschiedenen Ausfihrungsbeispielen zur Veranschanlichung gekommen, u. zw. ist : Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen gewöhnlichen Dampfkessel mit einer Verbesserung der Dampfsammelhaube bezw. der nach dem Wasserumlaufrohr führenden Öffnungen, Fig. 2 ein Querschnitt nach der Linie 1-1 der Fig. 1, Fig. 3 ein gleicher Querschnitt mit einer Abänderung des unmittel-
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Schnitt wie Fig. 2 mit einer weiteren Abänderung dieses Teiles des Umlallfrohres, Fig. r) ein Längsschnitt durch einen Tischbeinkessel, bei welchem das Wasserumlaufrohr nicht horizontal, sondern nach dom Unterkessel geführt ist, Fig.
(i und ï zeigen zwei Ausführungsformen von Bouilleur- und Wasserrohrkesseln, bei welchen das Wasserumlaufrohr überhaupt in Fortfall kommt und die Zuleitung des Wassers vom Unterkessci aus erfolgt ; Fig. 8 ist ein Querschnitt durch einen Schiffskessel, wo gleichfalls das Umlaufrohr unnötig
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weichem die Zirkulation jedoch in entgegengesetzter Richtung stattfindet, Fig. 10 ein Querschnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 9, Fig. 11 ein Längsschnitt durch einen Doppelkessel oder Bouilleurkessel, bei welchem die Feuerung unmittelbar unterhalb des Oberkessels liegt und bei welchem das Wasserzuführungsrohr des Zirkulators mit dem Unterkessel in Verbindung steht, Fig.
12 ein Längsschnitt durch einen Flammrohrkessel mit Umlaufrohr, bei welchem eine um die Flammrohre herumlaufende spiralförmige Wasserzirkulation erzielt wird, Fig. 13 ein Querschnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 12 und
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trittsöffnung genau denselben Querschnitt besitzt, wie an irgend einem anderen Punkte.
Demgegenüber besteht die Neuheit ditr in Fig. 1 dargestellten Konstruktion zunächst darin, dass das zweckmässig leicht geneigte Rohr durch eine oder mehrere Öffnungen mit der Dampfsammelhaube in Verbindung steht, die konisch ausgebildet sind, so dass, wenn der Dampf die gehörige Spannung in der Dampfsammelhaube erlangt hat, um das im Rohr befindliche Wasser vor sich herzutreiben, er beim Durchtritt durch die Öffnungen infolge der Konizität derselben noch eine verstärkte Spannung erlangt und somit" in der Lage ist, das im Rohr befindliche Wasser besonders kräftig herauszutreiben und so eine starke Zirkulation zu erzeugen.
Die Zirkulationsvorrichtung besteht in bekannter Weise ans einem Rohr c, das zweckmässig einen grösseren Durchmesser besitzt, als wie dies bisher üblich war. An einem Ende
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durch und wird infolge der Konizität dieses Schlitzes weiter gespannt, so dass er die im Rohre c, das zweckmässig eine geringe Neigung besitzt, befindliche Wassersäule kräftig vor sich hertreiben kann. Die Zirkulation des Wassers'erfolgt in der Pfeilrichtung. An Stelle des einen in der Längsrichtung des Rohres c liegenden konischen Schlitzes b können auch eine Anzahl gleichfalls in der Längsrichtung oder in der Querrichtung liegender konischer Schlitze zur Anwendung kommen.
Bei der Benutzung von mehreren Öffnungen b in der Dampfsammellhaube a erhält das Rohr c oberhalb der Haube kastenförmige Gestalt oder rechteckigen Querschnitt, wie dies bei i ersichtlich ist und der allmählich in einen runden, rohrförmigen Querschnitt übergeht (Fig. 3). Der in solcher Weise geformte Kasten i kann jedoch an der Oberseite offen sein, wie dies Fig. 4 veranschaulicht, jedoch müssen dann die hochstehenden Wände bis über das Wasserniveau hinausreichen, so dass bei dieser Anordnung der Dampf frei entweichen kann, das Wasser jedoch gezwungen wird, in das Rohr c einzulaufen und so die bekannte Zirkulationswirkung zu erzeugen.
Sowohl bei den vorstehenden Konstruktionen als auch nach Patent Nr. 1227 liegt das Zirku) ationsrohr c waagerecht oder annähernd wagerecht. Dies ist jedoch in manchen Fällen, namentlich bei Doppelkesseln verschiedener Art nicht immer wünschenswert bezw. würde nur eine ungünstige Wasserzirkulation zur Folge haben.
In Fig. 5 ist das Wasserzirkulationsrohr nicht wie bisher horizontal, sondern nach unten, u. zw. nach dem Unterkessel gerichtet. a ist hier wieder die bekannte Dampfsammel- haube, die im Oberkessol x angeordnet, und die mit den konischen oder anders gestalteten () ffnungen b versehen ist. Der über der Dampfsammelhaube liegende Kasten l ist zweckmässig offen, während das Zirkulationsrohr c nach unten nach dem Unterkessel y führt, so dass das durch die Öffnungen b tretende Wasser in der Pfeilrichtung durch das Rohr c nach dem Unterkessei geht, von diesem wieder durch ein zweites Verbindungsrohr am Ohm'- kessel geleitet und von unten der Dampfsammeihaube a zugeführt wird.
Der durch die
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kesseln, bei welchen die Feuerung sich unter dem Unterkesse) benndct, wie dies bei Honilleurkesseln (Fig. G) und Wasserrohrkesseln (Fig. 7) der Fall ist, lann das Zirkulation- rohr überhaupt vollständig in Fortfall kommen. Hier liegt die Dampfsammelhaube a un-
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kessel y /kommende Zufüihrungsrohrr z in den von der Dampfsammelhaube a eingeschlossenen Raum mündet. Das durch die Öffnungen b der Dampfsammelhaube a herausgetriebene
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durch den hinteren Verbindungsstutzen nach dem Unterkessel gehen, diesen in entgegengesetzter Richtung durchströmen und durch das Verbindungsrohr z unter die Dampfsammelhaube gelangen.
Eine Anwendung der Zirkl1lationsvorrichtung ohne Zirkulationsrohr empfiehlt sich auch bei Schiffskesseln und Rauchrohrkesseln, wie solcite in Fig. 8 in einem Querschnitt dargestellt sind. Ilier ist die Dampfsammelhaube a mit einer durch die ganze Länge des Kessels gehenden Wand b versehen, während oberhalb der Dampfsammelhaubo ein an drei Seiten geschlossener Kasten i sich befindet, während die vierte Seite desselben offen ist. Das von der Dampfsammelhaube durch die Öffnungen b herausgetriebene Wasser wird also
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und dem Rauchrohr 2. teilweise unter dem Rauchrohr 2 hindurch geben und darauf wieder nach aufwärts steigen, um unter die Dampfsammelhaube a zu gelangen. Ein Zirkulationsrohr ist also auch in diesem Falle nicht notwendig.
Des Ferneren besteht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung darin, eine Zirkulation des Wassers in entgegengesetzter Richtung zu jener, wie sie beim Gegenstande des Patentes Nr. 1227 eintritt, dadurch zu erzielen, dass unter der Dampfsammelhaube eine Kappe angeordnet wird, die mit dem Inneren des Kessels nur durch ein Rohr, das am anderen Ende des Kessels endigt, in Verbindung steht, so dass, wenn der von der Dampf- sammelhaube aufgesammelte Dampf in bekannter Weise durch das Zirkulationsrohr entweichen kann und das darin enthaltene Wasser vor sich hertreibt, das nachfolgende Wasser nicht unmittelbar aus der Dampfaammelhaube, sondern aus dem erwähnten Rohr vom andere Ende des Kessels zugefÜhrt wird.
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Innerhalh der Sammolhaube a ist eine nach oben zu offene Kappe d vorgesehen, die so ! ; nch liegt, dass das in der Haube a befindliche Wasser nicht über den oberen Rand der
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in der Sammelhaube a befindliche Wasser in der bisher bekannten Weise nach strömen kann. Tritt daher der Dampf durch die Öffnungen b in das Rohr o und treibt hier das vorhandene Wasser aus, so muss die Nachströmung in der durch Pfeil gezeigten Richtung vom anderen Ende des Kessels aus durch das Rohr e, Kappe d nach dem Rohr c zu durch Öffnungen b erfolgen. Diese Einrichtung ist trotz ihrer etwas komplizierteren Konstruktion gegenüber dem Gegenstande des Patentes Nr. 1227 für gewisse Kesselsysteme sehr geeignet, um Niederschläge an ungeeigneten Stellen zu vermeiden.
Selbstverständlich können an Stelle der in den Zeichnungen dargestellten konischen Öffnungen b auch anders gestaltete Öffnungen verwendet worden, ohne eine Änderung in der Wirkung dieser Vorrichtung zu veranlassen.
Bei manchen Kesselsystemen, z. B. bei Bouilleurkesseln, die die Feuerung unterhalb des Oberkessels besitzen, wie ein solcher in Fig. 11 dargestellt ist, wird das in Fig. 9 und 10 dargostellte Rohr e, das mit der Kappe d unterhalb der Dampfsammelhaube in Verbindung steht, zweckmässig mit dem nächstliegenden Verbindungsstutzen. s, der vom Oberkessel j ? nach dem Unterkessel führt, verbunden, wobei gleichfalls das Zirkulationsrohr c in Wegfall kommen kann. Die Wasserzirkulation verläuft dann von der Dampf- sammelhaube a durch die Öffnungen b zunächst nach links, indem der Weg nach rechts durch eine Wand versperrt wird, geht unter der Dampfsammelhaube bezw.
der Kappe d entlang, bis zum hinteren Verbindungsstutzen, der vom Oberkessel x nach dem Unterkessel y führt, worauf das Wasser diesen in entgegengesetzter Richtung durchströmt, um durch den Verbindungsstutzen z und das angeschlossene Rohr e nach der Kappe d, bezw. unter die Dantpfsammolhaube a zu gelangen. Die Anordnung der Kappe d zu der Dampf- sammelhaube a ist dieselbe, wie in Fig. 10 dargestellt.
Schliesslich besteht die vorliegende Erfindung in der Herstellung eines Wasserumlaufes in Flammrohrkesseln, z. B. in Cornwallkesseln, u. zw. um die Flammrohre herum. Dies erfolgt dadurch, dass durch die bekannte Wirkung des in einer Dampfsammelhaube gesammelten Dampfes das im Zirkulutionsrohr enthaltene Wasser nicht an einem offenen freien Ende ausfliessen kann, sondern gezwungen wird, durch seitliche Schlitze in diesem Rohr seitlich auszutreten und die Flammrohre zu umkreisen, während der Dampf, welcher aus der Dampf- sammeibaubo heraus das Wasser vor sich hergetrioben hat, aus dem oben teilweise oder ganz offenen Zirkulationsrohre frei entweichen kann.
Da gleichzeitig durch das Nachströmen des Wassers nach der Dampfsammeihaube hin eine Zirkulation in der Längsrichtung des Kessels erfolgt, so wird die aus den beiden Bewegungen resultierende Zirkulation spiralförmig um die Flammrohrs nach der Dampfsammelhaube hin erfolgen.
In den Fig. 12-14 ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Wasserzirkulation in Cornwallkesseln um die Flammrohre herum dargestellt. An der Dampfsammeihaube o ist in bekannter Weise das Zirkulationsrohr c angeordnet, so dass der in der Haube a gesammelte Dampf durch die konisch gehaltenen Schlitzöffnungen b in das Rohr c eintritt und das dort befindliche Wasser vor sich hertreibt.
Dieses Rohr c ist nun nach vorliegender Erfindung am freien Ende geschlossen, an der Oberseite offen, und an den Seiten mit schlitzartigen Öffnungen f versehen. Durch die Wirkung des durch die Öffnungen b eingetretenen Dampfes wird das weiter getriebene
Wasser gezwungen, durch die schlitzartigen Öffnungen f auszutreten, während der durch die Öffnungen herausgetretene Dampf frei aus dem Rohr c entweichen kann, weil das letztere an der Oberseite offen ist. Um dies zu erreichen, muss selbstverständlich der obere
Rand des Rohres c über dem Wasserspiegel im Kessel liegen, so dass zwar der Dampf aus- treten, von oben aber kein Wasser in das Rohr hineingelangen kann.
An Stelle dieser An- ordnung kann auch das Rohr ( lrelbst geschlossen sein und unter dem Wasserspiegel liegen, während die Dampfmmethaube a über den Schlitzen b oben offen ist und ihre
Ränder über den Wasserspiegel im Kessel reichen, so dass nunmehr an dieser Stelle der
Dampf entweichen kann, während das mitgerissene Wasser in das Rohr c strömt. Da nun die an der Seite des Rohres c vorgesehenen schlitzartigen Öffnungen /'. etwa tangential zu der Peripherie der Flammrohre 9 liegen, so hat dies zur Folge, dass das aus den Öffnungen f ausströmende Wasser um diese Flammrohre herumzirkuliert.
Da aber gleichzeitig mit dem
Ausströmen des Wassers aus dem Rohr c ein Nachfliessen durch die Dampfsammelhaube a erfolgt, so tritt eine Längszirkulation von dem hinteren Teil des Kessels nach der vorn liegenden Dampfsammdhaube ein. Die aus diesen beiden Bewegungen des Wassers ressui-
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tierende Zirkulation wird daher spiralförmig um die Flammrohre g von hinten nach der vornliegenden Dampfsammelhaube a hin erfolgen. Die Form und Anordnung der Öffnungen f im Rohr c kann natürlich sehr verschieden sein, ohne das Wesen der vorliegenden Erfindung zn verändern.
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Wasserzirkulationsvorrichtung für Dampfkessel nach Patent Nr. 1227, dadurch gekennzeichnet, dass der Dampf aus der Dampfsammelhaube (a) nach dem Zirkulationsrohr (c) konisch gehaltene Öffnung (b) passieren muss, in welchen er weiter gespannt wird und daher die im Rohre (c) befindliche Wassermenge kräftiger heraustreiben kann.
2,. Ausführungsform der unter 1 beschriebenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet,
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rohres (c) offen ist und über das Wasserniveau des Dampfkessels hinausreicht, so dass der mitgerissene Dampf hier frei entweichen kann.
3. Ausführungsform der unter 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das Zirkulationsrohr (c) nicht horizontal, sondern nach dem Untel-sessel geführt ist, so dass eine Zirkulation durch Ober- und Unterkessel stattfinden muss.
4. Ausführungsform der unter 1 und 2 beschriebenen Vorrichtung, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Dampfsammelhaube unmittelbar auf der unteren Wandung des Oberkessels x angeordnet ist, und dass der von dieser Haube eingeschlossene Raum durch einen Verbindungsstutzen unmittelbar mit dem Unterkessel y in Verbindung steht, so dass eine Wasserzirkulation durch Ober-und Unterkessel ohne Anwendung eines besonderen Umlaufrohres erfolgen muss.
5. Ausführungsform der unter 2 beschriebenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfsammelhaube (a) mit einer den Dampfkessel teilenden Scheidewand (teX) versehen ist und über derselben ein an einer Seite offener Kasten angeordnet ist, so dass eine Wasserzirkulation in der Querrichtung des Kessels eintreten muss (Fig. 8).
6. Ausführungsform der Wasserzirkulationsvorrichtung nach Patent Nr. 1227, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfsammelhaube (a) mit einer oben offenen Kappe (d) derart versehen ist, dass der in der Haube gesammelte Dampf durch die Kappe (d) nach den Offnungen (b) gelangen und das im Rohr (c) befindliche Wasser ausstossen kann, das Nachströmen des Wassers nach der Kappe (d) aber nur durch ein auf der anderen Kesselseite endigendes Rohr (e) erfolgen kann.
7. Ausführungsform der Wasserzirkulationsvorrichtung nach Patent Nr. 1227, dadurch gekennzeichnet, dass in durch Wasserrohre verbundenen Doppelkesseln von einer unter der Dampfsammelhaube a angeordneten Kappe d ein Saugrohr e nach dorn unteren Kessel führt, so dass ohne Anwendung eines Umlaufrohres das von der Dampfsammelhaube ausgestossene Wasser durch Ober- und Unterkessel zirkulieren muss, um durch das Saugrobr e wieder in die Kappe d zu gelangen.
! S. Ausführungsform der Wasserzirkulationsvorrichtungen nach Patent Nr. 1227, dadurch gekennzeichnet, dass das Zirliulationsrohr (c) am Ende verschlossen, an der Oberseite dagegen offen ist und tiber dom Wasserniveau im Dampfkessel liegt und forner an den Seiten mit Schiitzen versehen ist, zum Zwecke, bei Cornwallkesseln eine spiralförmige um die Flammrohre gehende Wasserzirkulation zu erzielen.
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