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Wasserrohrfeuerbüchse für Lokomotivkessel.
Die bisher gebräuchlichen Wasserrohrfeuerbüchsen für Lokomotiven, die unter dem Namen ,,BrotanFeuerbüchsen "bekannt sind, haben den Nachteil, dass sie sich nach verhältnismässig kurzem Betrieb mit Kesselstein vollsetzen und dann durchbrennen. Die Ursache dieser Erscheinung ist darin zu suchen, dass der Wasserumlauf in den verhältnismässig weiten Rohren zu gering ist. Die die unteren Enden der Brotan-Rohre verbindenden Wasserbehälter können aus baulichen Gründen nur einen geringen Querschnitt erhalten. Er ist in vielen Fällen nur ein Zwölftel des Querschnittes der mit ihm verbundenen Brotan-Rohre.
Ein lebhafter Wasserumlauf vom Kessel durch die Wasserbehälter und die Brotan-Rohre zurück zum Kessel ist daher nicht möglich. Dies hat zur Folge, dass der Kessel tein und Schlamm nicht nach dem Hauptkessel abgeführt werden, sondern sich in den Brotan-Rohren und besonders in den darunterliegenden Wasser- kammern absetzen. Bgi hohem Kesseldruck (über 20 Atm. ) wird dieser Nachteil noch grösser, da die sich in den Brotan-Rohren entwickelnden Dampfbläschen verhältnismässig klein und nicht imstande sind. grössere Wassermengen mit nach oben zu reissen. Nebenbei sei noch erwähnt, dass die Starrheit der dicken Brotan-Rohre häufig zu Undichtigkeiten an den Einwalzstellen Veranlassung gibt.
Bei einer anderen Bauart von Wasserrohrfeuerbüohsen für Lokomotivkessel werden die Wände der Feuerbüchse durch verhältnismässig enge Rohre gebildet, welche mit oberen Dampfsammlern verbunden sind. Hier soll der Wasserumlauf in der bei Wasserrohrkesseln allgemein üblichen Art durch ungeheizte, verhältnismässig weite Fallrohre bewirkt werden, die ausserhalb der Kesselummantelung zwischen den Sammlern angeordnet sind. Diese Anordnung zeigt aber ähnliche Übelstände wie die sogenannten Brotan-Feuerbüchsen, dass nämlich der Wasserumlauf nicht vollkommen ist. Da die Fallrohre an den Enden der Sammler angebracht sind, so bekommen die in der Mitte gelegenen Wasserrohre, die also am weitesten von den Fallrohren entfernt sind, zu wenig Wasser.
Eine gleichmässige und vollkommene Verteilung des aus den Fallrohren kommenden kälteren Wassers auf die sämtlichen Wasserrohre kann daher nicht stattfinden, vielmehr wird dieses Wasser von den den Fallrohren zunächst liegenden Wasserrohren aufgenommen. Die entfernter liegenden Wasserrohre, die, wie gesagt, kein oder wenigstens nicht genügend Wasser erhalten, werden also nicht ausreichend gekühlt und sind daher dem Verbrennen ausgesetzt.
Die Erfindung gibt nun ein Mittel zur Beseitigung der angegebenen Übelstände bei Wasserrohrfeuerbüchsen für Lokomotivkessel mit durch verhältnismässig enge Rohre gebildeten Wänden an und besteht darin, dass eine Gruppe innerer Rohre derart dicht mit oder ohne Seitenrippen aneinanderstösst, dass eine geschlossene Wand entsteht, die eine Gruppe von äusseren Rohren vor der Einwirkung der Heizgase schützt. Die inneren Rohre wirken also als Steigrohre, die äusseren als Fallrohre. Die innere Rohrgruppe kann durch Rippenrohre oder durch die Rohre von zwei zweckmässig versetzt angeordneten Rohrreihen gebildet werden, welch letztere so gebogen sind, dass sie eine geschlossene Rohrwand bilden. Die oberen Enden der Fallrohre können in den Sammelbehälter der Verdampfungsrohre einmünden.
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kammern der Verdampfungsrohre unabhängig sind und mit dem Hauptkessel (Langkessel) der Lokomotive in Verbindung stehen. Hiebei ist also zwischen die Verdampfungsrohre und die Fallrohre der Feuerbüchse der Hauptkessel eingeschaltet.
Die Anordnung gemäss der Erfindung bietet eine Anzahl erheblicher Vorteile. Die Dampfentwicklung in den verhältnismässig engen Rohren ist ausserordentlich stark ; selbst kleine Dampfblasen sind imstande, grössere Wassermengen mit sich zu reissen. Der Nachfluss des Wassers ist dadurch, dass hinter den Verdampfungsrohren sich eine grosse Anzahl, unter Umständen die gleiche Zahl von Fallrohren befindet, sehr lebhaft. Ferner findet eine gleichmässige Verteilung-des aus den Fallrohren kommenden Wassers auf die Steigrohre statt, da für jedes Fallrohr sich in unmittelbarer Nähe ein oder mehrere Steigrohr befinden.
Wenn die oberen Wasserkammern der Fallrohre unabhängig von den Sammelbehältern der Verdampfungsrohre sind und mit dem Hauptkessel in Verbindung stehen, so findet ein besonders lebhafter Wasserumlauf durch den Hauptkessel hindurch statt. Es wird dadurch verhindert, dass sich die Kesselsteinabsonderungen in den Verdampfungsrohren, den unteren Wasserkammern und den Sammelbehältern der Verdampfungsrohre anhäufen. Der Wasserstrom führt alle diese Abscheidungen aus dem gefährlichen
Gebiet der Verdampfungsrohre und des Sammelbehälters in den Hauptkessel ab.
Die unteren Wasserkammern der Feuerbüchse können wegen der Anordnung der engen und zahlreichen Fallrohre sehr klein gehalten werden, so dass die Feuerbüchsen mit genügend grosser Rostfläche auch zwischen denLokomotivtreibrädern angeordnet werden können und somit für Schnellzuglokomotiven verwendbar werden.
Die Verwendung von Rohren und Wasserkammern kleineren Durchmessers macht überdies die Feuerbüchse sehr elastisch, so dass Undichtigkeiten, wie sie bei den üblichen Brotan-Feuerbüchsen häufig sind, hier sehr selten sein werden.
Auf der Zeichnung zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch eine der Erfindung entsprechende Feuerbüchse, wobei die Wasserrohrwand der linken Seite anders ausgebildet ist als diejenige der rechten Seite.
Die Fig. 2-7 zeigen in drei verschiedenen Ausführungsformen die Verbindung der Wasserrohre mit den unteren Wasserkammern, u. zw. sind die Fig. 2-4 : senkrechte Schnitte durch die Wasserkammern und die angeschlossene Wasserrohrwand, während die Fig. 5-7 wagrechte Schnitte nach den Linien 2-2, 3-3 und 4-4 der Fig. 2,3 und 4 darstellen.
Mit A ist der Langkessel der Lokomotive bezeichnet. B ist die mit dem Langkessel verbundene Dampfkesselkammer für die Feuerbüehse, 0 sind die Verdampfungsrohre der Feuerbüchse, D die Fall-
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als auch die Fallrohre D in den Dampfsammler B ein. Bei der rechts gezeichneten Ausführungsform sind die Fallrohre D mit einer besonderen Wasserkammer F verbunden, die mit dem Langkessel A in Verbindung steht. Die Anschlussstellen der Verdampfungsrohre 0 an die Wasserkammern E und den Dampfsammler B können in der aus Fig. 3 und 6 ersichtlichen Weise versetzt zu einander liegen, so dass zwischen den Anschlussstellen benachbarter Rohre genügend Material verbleibt, um die erforderliche Festigkeit des Sammlers und der Kammern zu sichern.
Die Rohre 0 selbst werden, wie es bei Wasserrohrkesseln üblich ist, bei dieser Anordnung so gebogen, dass sie eine geschlossene Rohrwand, durch welche die Fallrohre D der Einwirkung der Heizgase entzogen werden, bilden. Man kann aber die Verdampfungsrohre auch, wie es die Fig. 2 und 4 bzw. 5 und 7 zeigen, mit Rippen U versehen. Diese Rippen stossen, wie Fig. 5 und 7 zeigen, aneinander, so dass eine geschlossene, die Fallrohre D gegen die Einwirkung der Heizgase schützenden Wand entsteht. Die Rippen H können verschiedene Gestalt haben. Die Fig. 5-7 zeigen beispielsweise zwei Ausführungsformen.
Sie vergrössern einerseits die unmittelbare Heizfläche der Rohre und leiten anderseits die Wärme, die sie von den Heizgasen empfangen, nach den Seiten und Hinterwänden der Rohre ab, so dass also auch die sonst unbeheizt Rückseite der Wasserrohre für die Dampferzeugung nutzbar gemacht wird. Wegen dieser Wärmeableitung ist auch ein Verbrennen der Rippen nicht zu be- fürchten.
Durch die Feuerung wird in den Verdampfungsrohren 0 eine lebhafte Dampfentwicklung hervorgerufen. Die Dampfblasen reissen Wasser mit sich und das Dampfwassergemisch ergiesst sich in den
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Ausführungsform vollzieht sich der Wasserumlauf in folgender Weise :
Verdampfungsrohre 0, Sammler B, Fallrohre D, Wasserkammer E, Verdampfungsrohre C.
Bsi der in Abb. 1 rechts dargestellten Ausführungsform nimmt der Wasserumlauf folgenden Verlauf :
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Verdampfungsrohre C.
Bei der letzteren Anordnung ist also in den Wasserumlauf noch der Hauptkessel eingeschaltet.
Dies hat zur Folge, dass die sich in den Verdampfungsrohren 0 bildenden Abscheidungen (Kesselstein, Schlamm) aus den Rohren 0 und dem Sammler B nach dem Hauptkessel abgeführt werden. Erhebliche Ablagerungen dieser Ausscheidungen können sieh also in den Kammern B. den Rohren C und dem Sammler B nicht bilden. -