<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf einen brennerbefeuerten Dampferzeugungskessel mit einer den Dampfentnahmestutzen enthaltenden horizontalen Obertrommel und mit einer die wassergekühlte
Feuerungseinrichtung des Kessels enthaltenden horizontalen Untertrommel, wobei der Scheitel der
Untertrommel mit der Sohle der Obertrommel durch ein einziges vertikales Verbindungsrohr verbun- den ist.
Für die Erzeugung von kleinen Dampfmengen, die z. B. in Kleingewerbebetrieben wie Bügle- reien oder Wäschereien oder für Sterilisationsvorgänge benötigt werden, werden meistens Zwangs- durchlauferhitzer verwendet. Diese haben den Nachteil, dass sie sehr störanfällig sind, dass das Spülen der kleindimensionierten Heizschlangen mit einem beträchtlichen Zeitaufwand verbunden ist und dass die Energieverluste solcher Zwangsdurchlauferhitzer nicht unbeträchtlich sind. Ferner werden für solche kleinen Dampferzeugungsmengen und kleinen Leistungen Elektrodampfkessel verwendet.
Deren Nachteil besteht darin, dass für die Dampfleistung des Kessels relativ hohe elektrische Anschlussleistungen beigestellt werden müssen und dass die Elektro-Heizstäbe, die ausserdem im Sattdampfbereich mit einem Betriebsdruck bei 6 bar und einer Temperatur von etwa 160 C liegen, der Gefahr des Verkrustens und Überhitzens ausgesetzt sind, was bei erfahrungsgemäss oft vorkommender mangelnder Wartung oder Bedienungsfehlern zu Härtedurchbrüchen führt.
Die Nachteile solcher Zwangsdurchlauferhitzer und Elektrodampfkessel sind mit Dampferzeugungskesseln vermeidbar, die ähnlich der Art von Heizungskesseln für Warmwasser-Zentralheizungsanlagen mit einem Brenner für flüssigen oder gasförmigen Brennstoff betrieben werden und einen Wassererhitzungsraum mit einer von den Verbrennungsgasen der Brennerfeuerung durchströmten, wassergekühlten Feuerungseinrichtung besitzen, zur Erzeugung von Sattdampf jedoch zusätzlich zu dem Wassererhitzungsraum einen ausreichend gross zu bemessenden Dampfentwicklungsraum aufweisen müssen, damit an der Oberfläche des unter einem Druck von mehr als 1 bar und einer Temperatur über 100 C stehenden Kesselwassers die Dampfentwicklung stattfinden kann.
Bestehende Dampfkesselverordnungen verlangen jedoch von dem Betreiber eines solchen brennerbetriebenen Dampferzeugungskessels die Ablegung einer Kesselwärterprüfung und erfordern zur Erfüllung der Zulassungs- und Überwachungsvorschriften aufwendige Dampfkesselkonstruktionen, wie z. B. die doppelte Anordnung von verschiedenen Dampfkesselarmaturen mit Mindestquerschnitten ihrer Anschlussverbindungen mit dem Dampfkessel, wenn der Dampfdruck 6 bar übersteigt und bei einem Dampfdruck von z. B. 6 bar der Wasserinhalt bei niedrigster Wasserstandsmarke des Dampfkessels grösser als 100 l ist.
Bei einem bekannten Dampfkessel eingangs erwähnter Art, findet die Dampfbildung in der Untertrommel statt, so dass der Wasserraum des Kessels auf die Untertrommel beschränkt ist. Es wird dabei in der Untertrommel überhitzter Dampf erzeugt, und es wird dieser überhitzte Dampf in das vertikale Verbindungsrohr eingeleitet, wo er mit Kesselwasser gemischt wird um Sattdampf zu erhalten, der dann in die Obertrommel hochsteigt, die ausschliesslich als Dampfsammelraum dient. In der Obertrommel ist kein Wasservorrat vorhanden und es besteht demgemäss die Gefahr, dass die von der Feuerungseinrichtung beaufschlagten Wasserräume bzw. Heizflächen der Untertrommel trockengehen und im Gefolge überhitzt werden oder durchbrennen.
Es ist ein Ziel der Erfindung, einen brennerbefeuerten Dampferzeugungskessel zu schaffen, der als Kleinstdampfkessel von der Ablegung der vorgenannten Kesselwärterprüfung befreit und hinsichtlich der vorgenannten behördlichen Zulassungs- und Überwachungsvorschriften und Konstruktionsanforderungen Erleichterungen mit sich bringt, der jedoch trotz sehr kleiner, platzsparender Kesselabmessungen und sehr geringen Wasserinhalts einen einwandfreien und sicheren Dampferzeugungsbetrieb gewährleistet, eine hohe Dampferzeugungsleistung aufweist und eine bequeme und eingehende Prüfung und Reinigung seiner wasser-bzw. dampfseitigen und rauchgasseitigen Innenräume erlaubt.
Der erfindungsgemässe Dampfkessel eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserraum des Kessels von der Untertrommel, dem Verbindungsrohr und der die niedrigste Wasserstandsmarke des Kessels aufweisenden Obertrommel gebildet ist, dass an oder in der Nähe des Scheitels der Obertrommel und an der Untertrommel je ein Anschlussstutzen vorgesehen ist und dass zwischen diesen Stutzen ein Armaturenrohr abnehmbar angeordnet ist, welches Anschlüsse für Wasserstandsanzeiger, Manometer, Regel-und Sicherheitsmanostat sowie Speisewasserregler
<Desc/Clms Page number 2>
der Kontroll- und Steuerungseinrichtung des Kessels trägt. Diese Bauweise eines Dampfkessels zur Erzeugung von Sattdampf hat die folgenden Vorteile.
Räumlich und baulich von dem eigent- lichen Wassererhitzungsraum des Kessels getrennt liegt der eigentliche Dampfentwicklungsraum des Kessels in der die niedrigste Kesselwasserstandsmarke enthaltenden Obertrommel, die eine grosse Oberfläche des in dem Kessel enthaltenen Kesselwassers ausbildet, an der also eine grosse
Dampfentwicklung stattfinden kann, die ferner mit ihrem abnehmbaren Trommelboden eine voll- ständige Freilegung des Dampfentwicklungsraumes und eine ausreichende wasserseitige Beschau- barkeit und Überwachung bzw. Prüfung des Kessels ermöglicht und die ferner auch bei niedrig- stem Wasserstand im Kessel ein Wasservolumen enthält und daher stets die Untertrommel bis über deren Feuerungseinrichtung mit Kesselwasser vollständig gefüllt hält.
Infolgedessen kann die Unter- trommel, die nur noch den Wassererhitzungsraum des Dampferzeugungskessels darstellt, einen sehr kleinen und nur noch für die Kühlung der in der Untertrommel angeordneten Feuerungseinrichtung benötigten Wasserinhalt haben und es ist trotzdem die Gefahr eines Trockengehens, Überhitzens oder Durchbrennens der Heizflächen der Untertrommel hintangehalten. Die Untertrommel kann daher mit sehr kleinem Volumen und sehr kleinen Dimensionen ausgebildet werden. Trotzdem aber er- erbringt die Untertrommel mit der aus dem Flammrohr und den Rauchröhren bestehenden Feuerungs- einrichtung eine hohe Heizleistung. Durch die Kesseltür an der Untertrommel kann die Feuerungs- einrichtung des Dampferzeugungskessels vollständig freigelegt werden und ist eine rauchgasseitige Überwachung und Reinigung des Kessels möglich.
An Stelle von zahlreichen kleinen Anschluss- stutzen, die bisher für den Kesselanschluss der einzelnen Armaturenteile, wie insbesondere Wasser- standsanzeiger und Manometer und Manostaten und Speisewasserregler, angewendet wurden und die Gefahr eines Verstopfens ihres kleinen Querschnittes und damit eines Versagens der Armaturen- teile mit sich brachten, besitzt der erfindungsgemässe Dampferzeugungskessel gemeinsam für den
Kesselanschluss aller Armaturenteile nur zwei grosse bzw. im Querschnitt weite Anschlussstutzen mit einem zwischen ihnen als kommunizierende Röhre angeordneten und gleichermassen im Quer- schnitt weiten Armaturenrohr, bei denen keine Verstopfungsgefahr auftreten kann.
Alle Armaturen- teile können im voraus komplett und fertig an dem von den beiden Anschlussstutzen abnehmbaren
Armaturenrohr installiert werden, so dass das Armaturenrohr nebst allen Armaturenteilen gesondert von dem Dampferzeugungskessel ohne Gefahr von Beschädigungen transportiert werden kann und nach der Aufstellung des Dampferzeugungskessels zum Anschliessen der Armaturenteile an den Kessel nur noch die beiden Enden des Armaturenrohres mit den beiden Anschlussstutzen an der Obertrommel und an der Untertrommel verbunden zu werden brauchen.
Weitere Merkmale des erfindungsgemässen Dampferzeugungskessels werden an Hand der Zeichnungen beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, wobei die Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt und die Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt zeigen.
Der Druckkörper des dargestellten Dampferzeugungskessels besteht aus einer von einem Grundrahmen-l-getragenen horizontalen Untertrommel --2--, die die wassergekühlte Feuerungseinrichtung des Kessels aufweist, und einer auf der Untertrommel --2-- angeordneten gesonderten horizontalen Obertrommel --3--, die den Dampfentwicklungsraum des Kessels bildet und den Dampfentnahmestutzen --4-- des Kessels enthält und die niedrigste Wasserstandsmarke --5-- des Kessels aufweist. Die Obertrommel --3-- wird von einem einzigen, im Querschnitt weit bemessenen vertikalen Verbindungsrohr --6-- getragen, das den Scheitel der Untertrommel --2-- mit der Sohle der Obertrommel --3-- verbindet.
Das Verbindungsrohr --6-- führt erhitztes Kesselwasser von der Untertrommel --2-- in die Obertrommel --3-- hoch und dient zugleich zum Einleiten von Speisewasser in die Untertrommel --2--, wozu das Verbindungsrohr --6--, in einem zulässigen Höchstabstand unter der niedrigsten Wasserstandsmarke --5-- der Obertrommel --3--, mit einem Speisestutzen --7-- versehen ist. In den Speisestutzen --7-- ist ein Speiserohr --8-- eingeschoben, das am äusseren Ende des Speisestutzens --7-- mit diesem durch Flanschen --9-- dicht verbunden ist und in den lichten Querschnitt des Verbindungsrohres --6-- hineinragt.
Auf seiner in das Verbindungsrohr --6-- hineinragenden Länge besitzt das Speiserohr --8-- eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen --10--, die horizontal in gleicher Richtung gegen eine Umfangshälfte des Verbindungsrohres --6-- gerichtet sind. Auf diese Weise wird das einzuführende Speisewasser in mehreren Teilströmen gegen eine Umfangshälfte des Verbindungsrohres --6-- gelenkt und in dessen
<Desc/Clms Page number 3>
Querschnitt eingeführt. Entlang dieser Umfangshälfte des Verbindungsrohres --6-- sinken die
Teilströme in die Untertrommel, so dass entlang der andern Umfangshälfte des Verbindungsrohres - das erhitzte Wasser weitgehend ungestört von der Untertrommel --2-- in die Obertrommel - hochsteigen kann.
Die den Dampfentwicklungsraum des Kessels einschliessende Obertrommel - ist an ihrem rückwärtigen Ende durch einen abnehmbaren Trommelboden --11-- verschlossen.
Durch Abnehmen dieses Trommelbodens --11-- kann der gesamte Dampfentwicklungsraum des Kessels inspiziert und der Dampferzeugungskessel in ausreichender Weise wasserseitig überprüft werden.
Da der Dampfentwicklungsraum und der Wassererhitzungsraum des Kessels nicht in einem gemeinsamen Druckkörper, sondern getrennt voneinander in der Obertrommel --3-- und in der Untertrommel --2-- liegen und die nur noch den Wassererhitzungsraum des Kessels einschliessende Untertrommel --2-- auf Grund der Anordnung der niedrigsten Wasserstandsmarke --5-- an der Obertrommel --2-- stets vollständig und bis über ihre Feuerungseinrichtung mit Wasser gefüllt bleibt, kann die Untertrommel --2-- einen sehr kleinen Wasserinhalt haben, um z. B. bei einem Betriebsdruck von 6 bar und Füllung des Kessels bis zur Wasserstandsmarke --5-- einen Wasserinhalt des Dampferzeugungskessels von nicht mehr als 100 l zu erhalten, und dementsprechend kann die Untertrommel klein und platzsparend ausgebildet werden.
Als wassergekühlte Feuerungseinrichtung enthält die Untertrommel --2-- ein horizontales Flammrohr --12--, das nach Art einer Umkehr-Brennkammer am hinteren Ende durch einen wassergekühlten Boden --13-- verschlossen ist und am vorderen Ende durch eine eine Brenneröffnung für einen Brenner aufweisende abschwenkbare Kesseltür --14-- verschlossen ist, sowie eine Mehrzahl von Nachschaltheizkanäle bildenden und über den Aussenumfang des Flammrohres --12-- verteilten Rauchrohren --15--.
Diese Rauchrohre --15-- sind, um ohne aufwendige eingeschobene Turbulatoren eine Durchwirbelung der Verbrennungsgase und einen intensiven Wärmeübergang von den Verbrennungsgasen an das Wasser zu erhalten, als Rillenrohre ausgebildet, indem die Rauchrohre auf ihrem Umfang mit quer zur Rohrlängsrichtung verlaufenden, nach innen vorspringend eingedrückten rippenartigen Sicken - versehen sind, wie in den Fig. 1 und 2 an einem Rauchrohr --15-- angedeutet ist. Die vorderen Eintrittsenden der Rauchrohre --15-- sind durch eine auf der Innenseite der Kesseltür - scheibenförmig ausgebildete Wendekammer mit dem vorderen Ende des Flammrohres --12-verbunden. Die hinteren Austrittsenden der Rauchrohre --15-- münden in einen Rauchgassammler des Kessels ein.
Durch Öffnen der Kesseltür --14-- können für eine rauchgasseitige Inspektion des Kessels das Flammrohr --12-- und die Rauchrohre --15-- zugänglich gemacht und gereinigt werden. Das Flammrohr --12-- und die Rauchrohre --15-- bilden zwei Heizzüge der wassergekühlten Feuerungseinrichtung.
Um einen dritten Heizzug zu schaffen und durch Geschwindigkeitserhöhung der Verbrennungsgase die Wärmeübertragungsleistung des wassergekühlten Bodens --13-- und des wassergekühlten Mantels des Flammrohres --12-- zu steigern, ist in dem Flammrohr - mit einem radialen Abstand ein Trockenbrennrohr --16-- angeordnet, das sich an die
EMI3.1
und können danach nur in dem als dritter Heizzug der Feuerungseinrichtung wirkenden Zwischenraum zwischen dem Trockenbrennrohr --16-- und dem Flammrohr --12-- zu dessen vorderen Ende zurückströmen.
Hiedurch kann auch bei kleiner Ausbildung der Feuerungseinrichtung eine sehr hohe Heizleistung der Feuerungseinrichtung erreicht werden, so dass bei sehr kleiner Dimensionierung des Dampferzeugungskessels als platzsparender Kleinstdampfkessel trotzdem eine hohe Dampferzeugungsleistung erzielt werden kann. Für den Anschluss der verschiedenen Armaturenteile der Kontroll- und Steuerungseinrichtung eines Dampfkessels besitzt der erfindungsgemässe Dampferzeugungskessel nur zwei Anschlussstutzen --17 und 18--, die beim Scheitel der Obertrommel --3-an deren Dampfraum bzw. an den Wasserraum der Untertrommel --2-- angeschlossen sind.
Zwischen den beiden Anschlussstutzen --17 und 18-- ist ein mit dem Dampfraum der Obertrommel --3-und mit dem Wasserraum der Untertrommel --2-- kommunizierendes Armaturenrohr --19-- angeordnet und mittels Flanschen abnehmbar an die Anschlussstutzen --17 und 18-- angeschlossen. Sowohl die Anschlussstutzen --17 und 18-- als auch das Armaturenrohr --19-- besitzen einen verhältnismässig grossen Querschnitt, um zu verhindern, dass sich die beiden Anschlussstutzen oder das Armaturenrohr durch Ablagerungen verstopfen.
Das sowohl mit dem Dampfraum als auch mit dem Wasser-
<Desc/Clms Page number 4>
raum des Kessels in Verbindung stehende Armaturenrohr --19-- trägt Wasserstandsanzeiger, Manometer, Regel-und Sicherheitsmanostat sowie Speisewasserregler und ist für den Anschluss dieser Armaturen mit Anschlüssen --20 bis 25-- versehen. Gesondert von dem Druckkörper des Kessels kann das Armaturenrohr --19-- mitsamt den daran angeschlossenen Armaturenteilen transportiert werden und es brauchen zum Anschliessen aller Armaturenteile an den Druckkörper des Kessels nur die Enden des Armaturenrohres --19-- an den Anschlussstutzen --17 und 18-- mit den hiefür vorgesehenen Flanschverbindungen montiert zu werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Brennerbefeuerter Dampferzeugungskessel mit einer den Dampfentnahmestutzen enthaltenden horizontalen Obertrommel und mit einer die wassergekühlte Feuerungseinrichtung des Kessels enthaltenden horizontalen Untertrommel, wobei der Scheitel der Untertrommel mit der Sohle der Obertrommel durch ein einziges vertikales Verbindungsrohr verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserraum des Kessels von der Untertrommel (2), dem Verbindungsrohr (6) und der die niedrigste Wasserstandsmarke (5) des Kessels aufweisenden Obertrommel (3) gebildet ist, dass an oder in der Nähe des Scheitels der Obertrommel (3) und an der Untertrommel (2) je ein Anschlussstutzen (17,18) vorgesehen ist und dass zwischen diesen Stutzen (17,18) ein Armaturenrohr (19) abnehmbar angeordnet ist, welches Anschlüsse (20 bis 25) für Wasserstandsanzeiger, Manometer,
Regel-und Sicherheitsmanostat sowie Speisewasserregler der Kontroll- und Steuerungseinrichtung des Kessels trägt.