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Vertikaler Dampfkessel
Die Erfindung bezieht sich auf einen vertikalen Dampfkessel zur Dampfbehandlung, vorzugsweise Trocknung von Betonformstücken, mit oberhalb seiner Verbrennungskammer angeordneten untereinander verbundenen Wasserkammern, einer an die mittlere Wasserkammer über einen verengten Teil nach oben anschliessenden Dampfkammer und mit vertikalen, durch die Wasserkammer und die Dampfkammer mit Ausnahme des verengten Teiles geführten Rauchrohren.
Es ist bereits ein vertikaler Kessel für die Erzeugung von trockenem und mässig überhitztem Dampf als auch von Warmwasser bekannt, allerdings ohne wesentlichen Druck. Bei diesem Kessel herrscht das Bestreben, einen normalen Wasserstand tunlichst aufrecht zu erhalten und starke Schwankungen zu vermeiden. Der Übergang von Sattdampf zum leicht überhitzten Dampf erfordert den Austausch bzw. das Einsetzen von Leitkörpern in die Heizrohre, der umständlich durchzuführen ist.
Ein Ziel der Erfindung ist es, einen Kessel zu schaffen, der einfach und billig hergestellt und betrieben werden kann, der überhitzten, trockengesättigten und halbnassen Dampf liefert und der diesen Dampf schneller erzeugt ais die bisher bekannten Typen.
Der erfindungsgemässe Kessel ist ausgezeichnet durch drei Rohranschlüsse für die Dampfentnahme entsprechend drei durch bekannte Speiseeinrichtungen regelbaren, stufenweise abnehmenden, durch zugeordnete Wasserstandsanzeiger kontrollierbaren Wasserständen, während die den Rauchgasen im Kessel dargebotenen Dampfvolumina in korrespondierenden Stufen zunehmen, so dass demselben Kessel ohne bauliche Veränderung beim höchsten Wasserstand Nassdampf, beim mittleren Wasserstand trockengesättigter und beim niedrigsten Wasserstand Heissdampf entnommen werden kann.
Der erfindungsgemässe Kessel ermöglicht dieDampferzeugung innerhalb von Weitgehend vorbestimmbaren zeitlichen Perioden und mit auswählbare Sättigung, er löst das Problem, wahlweise einem und demselben Kessel ohne bauliche Änderungen Nassdampf, Sattdampf oder Heissdampf zu entnehmen, indem man durch Einstellen stark verschiedener Wasserstände die der Beheizung des Wasserraumes dienenden Längen der vertikalen Rauchrohre gegenüber den der Beheizung des Dampfraumes dienenden Längen innerhalb weiter Grenzen variiert.
Die Einstellung der den Dampfqualitäten zugeordneten Wasserstände geschieht dadurch, dass die an sich bekannten regelbaren Kesselspeiseeinrichtungen unter Bedachtnahme. auf den jeweiligen Dampfverbrauch den der jeweils geforderten Dampfqualität entsprechenden Wasserstand einregeln. Die Wasserstandsanzeiger dienen dabei lediglich zur leichten, augenfälligen Kontrolle des jeweils erwünschten Wasserstandes.
Die Ziele, Merkmale und Vorteile werden nunmehr an Hand der Zeichnung klargemacht, die ein Ausführungsbeispiel zeigt. Fig. 1 stellt die Vorderansicht eines erfindungsgemässen Kessels, Fig. 2 eine Seitenansicht, teilweise geschnitten, u. zw. nach der Linie 2-2 in Fig. l, Fig. 3 die Rückansicht mit der durch gestrichelte Linien dargestellten Kesseleinrichtung und Fig. 4 eine Draufsicht nach der Linie 4 - 4 in Fig. 2 dar.
Der Kessel besteht aus den Aussenwänden 1, 2, 3 und 4, dem Boden 5 und dem Deckel 6, der eine Reihe von Öffnungen 7 besitzt, die von einem Rauchabzug 8 überdeckt sind. Dieser Rauchabzug besitzt
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zwei gegenüberliegende Wände 9 und 10, die sich über die Öffnungen 7 erstrecken und in schrägen Kanten enden. Die Wände 9 und 10 sind an ihren Enden durch Wände 11 und 12 miteinander verbunden. Die Decke bildet eine Platte 13, die mit den Wänden in geeigneter Weise verbunden ist. Die Wand 12 besitzt eine Öffnung, die mit einem Stutzen 14 zum Anschluss eines Rauchrohres versehen ist. Die Öffnung 14 kann sich vorteilhafterweise über die ganze Ausdehnung der Platte 12 erstrecken.
Der Kesselraum ist durch eine Trennwand 15 in einen oberen und unteren Raum geteilt, welche als Wasser- und Dampfraum 16 bzw. Verbrennungskammer 17 dienen. Die Trennwand 15 kann von einem Blech gebildet sein, das an die Wände 1 - 4 angeschweisst oder in anderer geeigneter Weise daran befestigt ist. Die Verbrennungskammer ist durch eine Öffnung 18 zugänglich, durch die eine Heizeinrichtung, z. B. ein Ölbrenner, eingeführt werden kann. Diese Öffnung kann sich z. B. in der Wand 2 befinden. Der untere Teil der Wand 4, der einen Teil der Verbrennungskammer bildet, kann. durch eine Tür 20 gebildet sein. Diese Tür kann in geeigneter Weise, etwa mit Hilfe von Winkeln 21 befestigbar sein, welche an der Tür angeschweisst sind und denen Schraubbolzen 22 an den entsprechenden Kesselwänden zugeordnet sind.
Ein Paar länglicher Öffnungen 23 ist im oberhalb der Trennwand gelegenen Wandteil der Wand 4 vorgesehen. Jede dieser Öffnungen ist durch einen abnehmbaren Deckel 24 verschlossen. Die Platten 24 sind ebenfalls durch eine Anzahl Schrauben festgehalten, welche die Platten durch Löcher 25 durchsetzen. Diese Löcher dienen dazu, den Kesselraum zwecks Reinigung zugänglich zu machen. Es ist insbesondere notwendig, den Kesselraum und die Rauchzüge von angesetztem Kesselstein zu befreien. Würde man diesen an den Wänden belassen, so würden diese alsbald durchbrennen, da sie nicht ausreichend gekühlt sein würden.
Eine Anzahl, z. B. sechs, Bolzen 26 sind paarweise parallel nebeneinander zwischen den Wänden 1 und 3 angeordnet und an diesen entsprechend befestigt. Weitere Bolzen 27 sind ebenfalls parallel zueinander zwischen den Wänden 2 und 4 vorgesehen. Diese Bolzen dienen zur Versteifung der Wasser- und Dampfkammer des Kessels.
Die obere Kammer des Kessels ist durch Scheidewände 28 und 29 weiter unterteilt (in Fig. 3 durch gestrichelte Linien angedeutet). Jede Scheidewand geht von der Wand 2 zur gegenüberliegenden Wand 4 und ihre Endkanten liegen in Abstand von den lotrechten Wänden 1 und 3. Der untere Bereich jeder Scheidewand ist abgebogen und verläuft leicht geneigt mit Abstand von den Wänden 1 und 3, so dass das Wasser zwischen diesen und den Scheidewänden fliessen kann. Zwischen den beiden Scheidewänden ist in der Mitte ein schmaler Kanal 30 gebildet, der in Fig. 3 im Querschnitt erkennbar ist. Die oberen Ränder der Scheidewände sind ebenfalls'gegen die Wände 1 und 3 zu abgebogen. Auf diese Weise wird der obere Kesselraum in die drei miteinander verbundenen Abteile 3i, 32 und 33 geteilt.
Die Kammer 33 erweitert sich in ihrem oberen und unteren Teil, während ihr Mittelteil 30 eingeschnürt ist. Der untere Teil der Kammer 33 schliesst mit der Trennwand 15 ab, der Mittelteil wird von den Scheidewänden 28,29 begrenzt, während der obere Teil vom Deckel 6 begrenzt und damit vom Rauchkanal 8 getrennt ist. Rechteckige Rauchrohre 35, hier in Sechserreihen angeordnet, durchqueren in vertikaler Richtung die obere Kammer und bilden eine Verbindung von der Verbrennungskammer zum Rauchabzug. Diese Rauchrohre durchsetzen die Trennwand 15 und die Öffnungen 7, und führen die Verbrennungsgase durch den Dampfdom in den Abzug.
Diese Rauchrohre sind so geführt, dass sie den mittleren Teilen der Scheidewände 28, 29 sehr nahe kommen, und teilweise diese sogar ihre Wände bilden, so dass ein direkter Wärmeübergang zu dem Wasser gegeben ist, das sich im zentralen Teil der Dampfkammer befindet.
Das Wasser wird in den Kessel durch Rohre 41 und 42 eingeführt. Diese Rohre enden in den Abteilen 31 und 32, nahe den unteren Rändern der Scheidewände, die diese Abteile bilden. Entleerungsrohre 43 und 44 sind unterhalb der Rohre 41 und 42 angeordnet und münden in die zentrale Kammer 33. Das in die Kammern 31 und 32 eingebrachte Wasser wird normalerweise auf Siedetemperatur gehalten. Dieses Wasser strömt auch in die zentrale Kammer 33, wo sich Dampf bildet, der vorzugsweise durch die Rohre 60 (Fig. 4) austritt.
Wie in Fig. 1 zu sehen ist, sind drei Paare von Entnahmestutzen 45,46 bzw. 47,48 bzw. 49, 50 in den oberen Teilen der Wände 4, 2 und 3 vorgesehen. Falls gewünscht, kann auch ein Stand anzeiger 51 an diesen Stellen angeschlossen werden. Diese Stutzen sind in verschiedenen Hohen angeordnet, wodurch man je nach Wunsch überhitzten, gesättigten oder halbgesättigten Dampf entnehmen kann. Ist der Kessel zur dauerndenabnahme von überhitztem Dampf bestimmt, so ist er bis zu dem zwischen den Stutzen 45 und 46 befindlichen Niveau mit Wasser gefüllt. Ein wesentlicher Teil der Wanne wird daher durch die Rauchrohre in dem oberhalb dieses Niveaus befindlichen relativ grossen Raum an denDampf abgegeben, so dass dieser überhitzt ist.
In gleicher Weise kann man Sattdampf oder halbgesättigten Dampf enineh-
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men, wenn man Wasser bis zu höherem Niveau, also zwischen 49 - 50 oder 47 - 48 einfüllt, wobei man auf eine sorgfältige Einregelung mit nicht dargestellten Schiebern u. dgl. bedacht sein muss.
Die beschriebene Vorrichtung kann ebenso gut als Wassererhitzer verwendet werden, wenn der ganze Kesselraum mit Wasser gefüllt ist. Dieses Wasser kann auf eine vorbestimmte Temperatur gebracht werden, die durch die Regelung des Wasserdurchflusses festgelegt ist. Zu diesem Zwecke setzt man eine Umlaufpumpe in den Wasserkreis ein. Der Wasserumlauf ist dann am kräftigsten in der zentralen Dampfkammer und gering in der Wasserkammer. Deshalb ist auch der Wärmeübergang im zentralen Teil am grössten.
Die Erfindung wurde vorstehend in einer einfachen Ausführungsform beschrieben. Ohne den Erfindungsgedanken zu überschreiten, ist es natürlich möglich, Hilfsvorrichtungen, wie eine automatische Temperaturregelung, Sicherheitseinrichtungen usw., je nach den Betriebserfordernissen, vorzusehen. Es liegen auch verschiedene dem Fachmann geläufige Varianten im Rahmen der Erfindung.
Es ist weiters zu betonen, dass sich die beschriebene Kesseleinrichtung mit einfachen, billigen Werkzeugen realisieren lässt, das benötigte Material aus handelsüblichem Halbzeug besteht und mit Schweissarbeiten das Auslangen gefunden werden kann.