Brennstaubfeuerung, insbesondere für Lokomotiven. Will man Lokomotivkessel üblicher Bau art mit Brennstaub, zum Beispiel Kohlen staub beheizen, so kommen als Verbrennungs kammern lediglieh die Feuerbuchse und der darunter befindliche Aschkasten in Betracht. Staubteilchen, die beim Erreichen der Kessel rohrwand noch nicht völlig verbrannt sind, werden in den Rauch- und Heizrohren so stark abgekühlt, dass sie erlöschen und un verbrannt ausgeschieden werden.
Will man in dem im Vergleich zu orts festen Kesselanlagen sehr kleinen Feuerraum des Lokomotivkessels den Kohlenstaub voll kommen verbrennen, so muss man die Ver- brennungszeit ausserordentlich abkürzen, auf Bruchteile einer Sekunde. Der Feuerraum kann nun um so kleiner ausgeführt werden, je besser Kohlenstaub und Luft mitein ander vermischt werden, indem man sie durch wiederholte Wirbelung immer wieder in an derer Lagerung zusammen bringt. Zu die sem Zwecke wird die Kohlenstaubflamme vielfach unterteilt.
Eine Unterteilung der Koh- lenstaubflamme wurde bisher in der Weise durchgeführt, dass man eine Reihe kleiner Einzeldüsen nebeneinander anordnete, so dass dem Vorteil geringerer Flammenlänge und kürzerer Brennzeit als Nachteil eine weniger einfache Gestaltung -der Anlage gegenüber steht. Die Erfindung bezweckt eine weit gehende Unterteilung der Flamme auf ein fachere Weise zu erzielen, so dass die An lage kaum komplizierter ist als bei der.An- ordnung einer Einzeldüse für die gesamte Brennstoffmenge.
Zu .diesem Zwecke sind ein oder mehrere Düsenrohre mit beispielsweise schlitzförmigen Austrittsöffnungen für das Brennstaubluft- gemisch vorgesehen, die über die ganze Länge des oder der Düsenrohre verteilt sind, und geeignet sind, das Gemisch in feinen Strahlen quer zur Längsrichtung des Rohres aus treten zu lassen. Dabei können diese Schlitze nach dem Feuerraum hin scharfkantig aus geführt sein, so dass beim Eintritt in den Feuerraum starke Wirbelbildung eintritt. Die Düsenrohre sind unterhalb der Feuer buchse in den Aschkasten eingebaut und können aus zwei geradlinigen Rohren be stehen, die einander gegenüber gestellt sein können.
Für besondere Fälle kann man das Düsenrohr ringförmig oder ähnlich gekrümmt ausführen. Man kann die Anordnung so treffen, dass gleichgerichtete Strahlen auf einanderprallen, wodurch Stichflammenbil dung vermieden wird und erneut eine starke Durchwirbelung stattfindet. Wichtig für die gute und restlose Verbrennung der Kohlen staubteilchen ist ferner noch die Zuführung von Zusatzluft möglichst in vorgewärmtem Zustande, derart, dass die Kohlenstaubteil- chen mit der sie tragenden Luft erneut durch einandergewirbelt und zur schnellen Verbren nung gebracht werden. Ist in der Feuer buchse ein Feuerschirm vorgesehen, so soll die Verbrennung möglichst unterhalb des selben erfolgen.
Bei Zuführung des Brennstaubluftge- misches durch über ihre ganze Länge mit quergerichteten, senkrechten Schlitzen ver sehene Düsenrohre in den Feuerraum kann bei gleichbleibendem Rohrdurchmesser, ins besondere bei geraden Düsenrohren mit ein seitiger Brennstaubzuführung, die Geschwin digkeit des Brennstaubluftgemisches ungleich werden, das heisst sie kann nach dem Ende des Düsenrohres hin abnehmen, was zu Brennstaubablagerungen und eventuell zur Verstopfung der Schlitze in diesem Düsen teil führt.
Weiterhin kann bei geringer Ausströ- mungsgeschwindigkeit des Brennstoffluft gemisches die Flamme leicht in die Düsen öffnungen hineinwandern und eine rasche Zerstörung derselben hervorrufen. Aus diesen Gründen kann das Düsenrohr in Richtung der Bewegung des Brennstaubluftgemisches den Querschnitten der Austrittsschlitze ent sprechend verjüngt sein unnd können Vor richtungen vorgesehen sein, durch welche jeder Schlitz des Düsenrohres abgekühlt wird.
Die Kühlung kann zum Beispiel durch nach dem Feuerraum hin angeordnete Kühlkörper mit Schlitzen erfolgen, welche den querge richteten Austrittschlitzen der Düsenrohre vorgelagert und weiter als diese sind. Bei einer solchen Kühlvorrichtung ist eine ziem lich grosse gekühlte Fläche der direkten Feuerstrahlung ausgesetzt. Die Kühlwirkung kann,dadurch grösser werden als zum ,Schutze der Düsen unbedingt notwendig ist.
Infolge dessen kann dem Feuerraum, insbesondere bei kleinen Abmessungen desselben, gerade an der Stelle, an welcher zwecks guter Zün- clung und intensiver Verbrennung eine mög lichst hohe Temperatur erwünscht ist, un nötigerweise Wärme entzogen und damit die Geschwindigkeit der Zündung bezw. der Ver- lirennung herabgemindert werden. Durch eine (1-eeignete Formgebung der Kühlkörper kann uun eine verringerte Wärmeentziehung aus dem Feuerraume erzielt werden.
Die Kühl körper können zu diesem Zwecke am besten einen spitzwinkligen oder ähnlichen zum Bei spiel dreieckigen Querschnitt erhalten und mit der spitzwinkligen Kante nach dem Feuerraum hin so angeordnet sein, dass der Querschnitt ider Kühlkörper sich mit zuneh mender Entfernung vom Feuerraum ver grössert. Die Kühlkörper können mit Rippen versehen sein und entsprechend der erhöhten Wärmebeanspruchung dieser Rippen können diese unterteilt ausgeführt werden. Ferner können das Kohlenstaubluftgemisch in die zwischen den Rippen gebildeten Schlitze lei tende Leitschaufeln vorgesehen sein.
Diese können zur Verbesserung der Wärmeablei tung aus Kupfer oder einem andern Metall mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt sein. Diese Leitschaufeln können zwischen den Düsenrohren und den Kühlkörpern fest geklemmt sein. Bei durch Wasser gekühlten Düsen kann der Kühlkörper vorteilhaft von einem Teil des Kesselwassers oder vom Kes- selspeisewasser durchflossen sein.
Hierbei kann das Kesselwasser von der Stelle des Kessels, an welcher,die geringste Temperatur herrscht, dem Kühlkörper zugeführt werden und dann nach Erwärmung in diesem infolge der verschiedenen spezifischen Gewichte, event. mit Dampf gemischt, durch eine an steigende Leitung in einen höher liegenden Kesselteil bezw. in den Dampfraum zurück- -1 T ömen. Eine genügende Kühlung der Düsen kann hierbei durch einen lebhaften Umlauf des Kesselwassers durch die Kühlkörper bewirkt werden.
Dieser kann dadurch erreicht werden, dass die Steigrohre, durch welche das Kühl wasser nach einem höher gelegenen Kessel teil bezw. in den Dampfraum des Kessels zu rückströmt, der direkten Feuerbestrahlung ausgesetzt werden. Man kann zum Beispiel das Kühlwasser nach Durchströmen der Düse durch ein oder mehrere innerhalb der Feuer buchse in einem Abstande von einer Kessel rohrwand und parallel zu dieser hochge führte Rohre, welche in die Feuerraumdecke oder in die Rohrwand münden, oder durch quer durch den Feuerraum zu einer obern Türwand ansteigende, gleichzeitig als Trag- bezw. Kühlrohre für einen Feuerschirm die nende Rohre, die in den obern Teil der Tür wand münden,
in den Kessel zurückführen.
Bei der Kühlung durch das Kesselspeise wasser können die Kühlkörper für die Düsen rohre in der Saugleitung einer Kesselspeise pumpe liegen. Bei gleichbleibender Förder- leistung der Pumpe kann das nicht zur Spei sung des Kessels benötigte Wasser durch ein Umschaltventil in den Tender zurückfliessen. Für die Kühlwasserförderung vom Tender zur Lokomotive kann fernerhin eine beson dere Kühlwasserpumpe vorgesehen sein, die zum Beispiel von einer Hilfsmaschine der Brennstaubfördereinrichtung abgetrieben wird.
Der Vorteil dieser Einrichtung besteht darin, dass ein gleichmässiger Umlauf des bei längerer Betriebsdauer sich erwärmenden Tenderwassers gegeben ist und ein unbedingt betriebssicheres Ansaugen der Kesselspeise- vorriehtung gewährleistet wird.
In den Lokomotivfeuerbuchsen sind be kanntlich häufig aus Schamottesteinen be- tehende Feuerschirmgewölbe eingebaut, wel che erheblich zur besseren Verbrennung des Brennstoffes bezw. der Feuergase beitragen. Ein bekannter Nachteil dieser Feuerschirme ist ihr häufiges Schadhaftwerden infolge der hohen Temperaturen, denen sie ausgesetzt sind. Bei kohlenstaubgefeuerten Lokomotiven macht sich dieser Nachteil der Feuerschirme in besonders hohem Masse bemerkbar, so dass man bereits eine Kühlung der Feuerschirme durch eingebaute Wasserrohre oder der gleichen verhältnismässig komplizierte Ein richtungen versucht hat.
Eine besonders wirksame und einfache Kühlung der Feuer brücken in Kohlenstaubfeuerungen kann da durch erreicht werden, da.ss die für die Ver brennung erforderliche Zusatzluft zur Küh lung benutzt wird. Dies kann am einfachsten in der Weise geschehen, dass die Zusatzluft mittelst eines zwischen Rohrwand und Feuer buchsenausmauerung angeordneten Kanals, welcher nach aussen hin eine in der Fahrt richtung angeordnete Öffnung besitzt, unter halb des Feuerschirmes und an demselben entlang in den Feuerraum geleitet wird.
Durch diese Führung der Zusatzluft an dem Feuerschirm entlang wird eine sehr gute Kühlung des letzteren erreicht und eine lä.n- W,ere Lebensdauer des Feuerschirmes erzielt.
Gleichzeitig wird hierbei .die Zusatzluft durch die Feuerstrahlung gegen den Feuer schirm gut vorgewärmt, woraus sich eine hö here Feuerraumtemperatur und damit r4ne bessere Verbrennung ergibt.
Es kann auch an der Türwand gleichfalls ein sich längs der Feuerbuchsausmauerung nach unten erstreckender Kanal vorgesehen sein, der Zusatzluft in den hintern Teil der Feuerbuchse fördert. Hierdurch wird gleich zeitig die Türwand vor der Wirkung der Stichflammen geschützt. Um fernerhin ein _\-b.drä.ngen des eintretenden Zusatzluftstro mes beim Eintritt in den Feuerraum nach der Türwand hin zu verhindern, kann über der innern Mündung des Kanals ein schirmartiger Vorsprung aus feuerfestem Material vorge sehen sein, durch welchen der aufsteigende Zusatzluftstrom nach dem Feuerraum hin ab gelenkt und von der Türwand abgehalten wird.
Bei stationären Kohlenstaubfeuerungen werden je Kubikmeter Feuerraum und Stunde<B>150</B> 000 bis 500 000 Wärmeeinheiten erzeugt, in den Feuerbuchsen gewöhnlicher Stephenson-Lokomotivkessel müssen und kön nen 1,2 bis 2 Millionen Wärmeeinheiten en-t- wickelt werden. Die hierbei gebildeten Men gen Verbrennungsgase sind derartig gross, dass ein Kohlenstaubteilchen den Raum von der Düse bis zur Rohrwand in weniger als einer Viertelsekunde durcheilen muss. In die ser kurzen Zeit muss die Verbrennung voll endet sein. Die etwa noch unverbrannten Kohlenteilchen werden an der Rohrwand und in den Rohren des Kessels so stark abge kühlt, dass eine weitere Verbrennung un möglich ist.
Beiden hohen entwickelten Temperaturen und der sehr kurzen Zeit ist es nun nicht möglich, die im Kohlenstaub enthaltenen Schlackenteilchen in der Feuerbuchse soweit abzukühlen, dass sie bereits erstarrt auf die Rohrwand treffen, vielmehr befinden sie sich noch in flüssigem oder teigigem Zu stande.
Beim Auftreffen auf die Rohrwand wer den sie stark abgekühlt, bleiben daher haften und bilden die bekannten und gefürchteten Schlackennester. Durch diese Nester wird allmählich der Durchzug der Heizgase durch die Rohre erschwert und die Dampfentwick lung verringert.
Dieser Übelstand kann dadurch beseitigt werden, dass ein Feuerschirm in der Feuer- Buchse derart angeordnet und bemessen wird, dass der freie Querschnitt der Feuerbuchse zwischen der freien Feuerschirmkante und der Türwand geringer ist als zwischen der Feuerschirmkante und der Feuerraumdecke.
Durch diese Anordnung kann die höchste Geschwindigkeit der Feuergase, welche bis her nach Umströmung des Feuerschirmes etwa zwischen Feuerschirmkante und Feuer raumdecke in wagrechter Richtung erreicht wurde, so dass die mitgeführten Schlacken teilchen auf die Rohrwand geschleudert wer den, jetzt in dem Querschnitt zwischen Feuerschirmkante und Türwand, in Richtung auf die Feuerraumdecke erhalten werden.
Infolgedessen machen die mitgeführten Schlackenteilchen die Umströmung des Feuerschirmes und Einlenkung in die wag rechte, auf die Rohrwand gerichtete Bahn, nicht mit, sondern behalten ihre bei Errei- chung der Höchstgeschwindigkeit erhaltene Bewegungsrichtung bei und werden gegen die Feuerraumdecke geschleudert. An dieser Decke, die zum Beispiel wassergekühlt sein kann, werden sie granuliert, so dass sie an der Rohrwand nicht mehr haften können.
An Muttern von Deckenanker sich bildende Schlackenhäufchen fallen nach Erreichen eines grösseren Umfanges und Gewichtes von selbst bezw. unter den Erschütterungen der Fahrt herab in den Ascherkasten bezw. auf den Feuerschirm, wo sie unschädlich sind.
Die Verhütung der Schlackennester an der Rohrwand des Lokomotivkessels kann auch dadurch erzielt werden, dass in einiger Ent fernung von der Rohrwand ein besonderer Granulierrost angeordnet ist, welcher zum Beispiel aus vom Kesselwasser durchströmten Rohren gebildet sein kann und die ,Schlacken- teilchen beim Durchzug zum Erstarren bringt. Zur Verstärkung der Kühlwirkung können die Rohre des 'Schlackenrostes mit Flossen oder dergleichen versehen sein.
Sollte sich trotzdem an der Rohrwand oder an dem Granulierrost Schlacke ansetzen, so kann diese zum Beispiel durch eine Kratz- vorrichtung, welche an der Kesselrohrwand vorgesehen sein kann und längs :dieser bezw. längs den Rohren :des Schlackenrostes entlang bewegt werden kann, leicht entfernt werden.
Wenn man auch bemüht ist, den Feuer raum bezw. die Feuerbuchse von Lokomotiv kesseln bei Verbrennung von Kohlenstau'o möglichst nicht zu verändern oder zu ver grössern, so ist dies bei Kohlensorten mit hohem .Schlackengehalt nicht immer möglich. Es wird immer vorkommen, (dass sich Schlak- kenteilchen bei hoher Kesselleistung an der Rohrwand ansetzen und die Rohröffnungen allmählich verstopfen.
Dieser Zustand wird eintreten, solange .die Heizgastemperatur vor der Rohrwand über der :Schmelztemperatur der Schlacken liegt. Gelingt es, die Heizgas temperatur vor der Rohrwand so zu ver ringern, dass sie unter dem Schmelzpunkt der Aschen liegt, so granuliert diese und fällt aus bezw. geht mit dem Heizgaastrom durch die Rohre in die Rauchkammer. Dies kann dadurch erreicht werden, dass zum Beispiel der Verbrennungsraum der Feuerbuchse nach vorn über den Feuerschirm hinaus verlängert bezw. die Rohrwand wei ter nach vorn verlegt wird. Es wird durch diese Anordnung die bestrahlte Heizfläche vergrössert und so die Wärmeabgabe der Heizgase bis zur Rohrwand begünstigt.
Die ser zusätzliche Verbrennungsraum kann durch eine zylindrische, sich in den Lang kessel hinein erstreckende Verbrennungs kammer gebildet sein, welche zum Beispiel durch ein im Langkesselboden vorgesehene Mannloch zugänglich sein kann.
Schliesslich sei noch bemerkt, dass bei Lo komotiven mit Kohlenstaubfeuerung nach Abschalten der Brenner ein schneller Warme abfall im Kessel eintreten kann, weil das sich allmählich abkühlende, glühende Mauerwerk im Feuerraum der Kesselheizfläche nur noch kurze Zeit Wärme zuzuführen vermag.
Vorübergehendes Ein- und Ausschalten der Düsenrohre ist wohl möglich, jedoch we niger ratsam, da zu grosse und plötzliche Wärmezufuhr unzulässige Wärmespannun gen hervorruft und ein Schadhaftwerden der Walzstellen im Gefolge haben kann. Aus diesem Grunde kann ein besonderer kleiner Brenner angeordnet sein, der bleichzeitig als Zündbrenner dient und der unter den in den Wänden der Feuerbuchse angeordneten Düsenrohren zweckmässig im untern Teil des Aschkastens eingebaut sein kann.
Diele Anordnung ermöglicht es, den Kessel bei längern Betriebspausen unter Dampf zu halten, sowie beim Einschalten der Düsenrohre die Zündung des Gemisches einzuleiten, ohne auf ein besonderes Holz- oder Luntenfeuer zurückgreifen zu müssen.
Die Erfindung soll nunmehr anhand der Zeichnungen, in denen ein Ausführungsbei spiel mit Teilvarianten dargestellt ist, näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel; Fig. 2 und 3 zeigen in grösserem Massstabe die Anordnung der Düsenrohre und diese selbst in teilweisen Längsschnitten; Fig. 4 und 5 zeigen in analoger Weise eine geänderte Ausführungsform der Düsen rohre, während Fig. 6 dieselbe im Quer schnitt in grösserem Massstabe veranschau licht; Fig. 7 und 8 zeigen im Länge- und Quer schnitt die Lokomotivfeuerbuchse mit den zugehörigen Teilen der Brennstaubfeuerungs- einrichtung gemäss Fig. 4 bis 6; Fig. 9 zeigt einen ähnlichen Schnitt wie Fig. 7 einer abgeänderten Ausführungsform; Fig. 10 veranschaulicht schematisch eine andere Ausführungsform des Düsenrohres (Ringdüse); Fig. 11 und 12 geben schematisch die Kühlwasserleitungen für die Düsen an;
Fig. 13 und 14 zeigen ähnliche Schnitte wie Fig. 7 und 8 einer weiteren abgeänderten Ausführungsform; Fig. 15 A, B und C zeigen schematisch einige Einzelheiten des Granulierrostes; Fig. 16 und 17 zeigen im Längsschnitt zwei weitere Ausführungsformen von Feuer buchsen, wie sie ganz besonders für Brenn- staubfeuerungen mit schlaekenr.eicher Kohle geeignet sind.
In Fig. 1. ist ein Teil des Lokomotiv- kessels 1 mit der Feuerbuchse ? und des mit. der Lokomotive gekuppelten Tenders mit dem Brennstaubbehälter 3 und dem Wasserbehälter 4 zu sehen. Der Brennstaub wird durch eine Schnecke 5 und die durch ein Gebläse 6 er zeugte Druckluft als Kohlenstaubluftgemisch durch Rohre 9 den Düsenrohren 7 zuge führt. Das Gebläse 6 wird durch eine kleine Maschine, zum Beispiel Dampfturbine in Um drehung versetzt, während eine kleine Kol bendampfmaschine 8 die Förderschnecken antreibt.
Das Brennstaubluftgemisch gelangt: aus den Düsenrohren durch eine grosse An zahl feiner Schlitze 15 in die Feuerbuchse 2, wo es zur Verbrennung gelangt. Die unter der Feuerbuchse 2 in den Aschkasten einge bauten Düsenrohre 7 besitzen zu diesem Zwecke über ihre ganze Länge quer zur Rohrachse- gerichtete senkrechte Schlitze 15 (Fig. 2 und 3). Die Anordnung ist derart, dass stets gleichgerichtete Flammen in der Mitte aufeinander prallen, weil hierdurch Stichflammenbildung vermieden und durch die erneute starke Wirbelung die Verbren nung beschleunigt wird. Über und unter den Düsenrohren 7 liegt Mauerwerk 11, welches zugleich als Wärmespeicher dient und die Entzündung des Staubes während des Be triebes unterstützt.
Bei Verwendung der langen Düsenrohre würden bei gleichbleibendem Querschnitt grosse Unterschiede in der Strömungsge schwindigkeit innerhalb der Rohre und in folgedessen auch in der Austrittsgeschwin digkeit der Brennstaubstrahlen auftreten; es sind daher die Düsenrohre in ihrer Längs richtung entsprechend den vorgesehenen Aus- strömschlitzen verjüngt ausgeführt (Fig. 3). Um auch bei nur mässiger Luftgeschwindig keit entsprechend geringer Kesselleistung ein Zurückschlagen der Flammen in die Düsen rohre mit Sicherheit zu vermeiden, werden die Austrittsschlitze besonders gekühlt.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist jedem Düsen rohr 7 nach der Feuerseite hin ein Kühl körper 12 vorgelagert, der gleichfalls mit quergerichteten, den Schlitzen 15 des Rohres 7 entsprechenden Schlitzen 16 versehen ist, durch welche das Brennstaubluftgemisch in den Feuerraum tritt. Das Kühlmittel tritt durch das Rohr 13 in den Kühlkörper 12 ein, umströmt sämtliche Schlitze 16 und verlässt den Kühlkörper durch das Rohr 14. Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung tritt das Kühlmittel durch das Rohr 13 in einen Kühlkörper 12, durchströmt das Rohr 19 und tritt in einen weiten Kühlkörper 12, den es durch das Rohr 14 verlässt.
Um den gleichmässigen Eintritt des Brennstaubluftgemisches in die quer zur Bewegungsrichtung des Gemisches gerich teten Schlitze zu erleichtern, sind die die Schlitze 15 voneinander trennenden Wand teile des Düsenrohres 7 als Leitschaufeln 20 ausgebildet, welche den Gemischstrom in die Schlitze 16 lenken. Die Kanten dieser Schau feln nach dem Feuerraum hin sind scharf, und der von ihnen gebildete 'Schlitz 15 ist enger als der vorgelagerte Schlitz 16. In- folgedessen tritt das Kohlenstaubluftgemisch unter starker Wirbelbildung kurz vor der Zündung in den Schlitz 16 und den Feuer raum ein.
Wesentlich für die gute und restlose Ver brennung der Brennstaubteilchen ist die zweckmässige Zuführung von Zusatzluft in den Brennraum. Ist in diesem, wie auf der Zeichnung dargestellt, ein Feuerschirm 32 vorhanden, so wird man die Zusatzluft unter halb des Schirmes 32 in die Feuerbuchse 2 einführen. Zu diesem Zwecke ist an der Vorderwand 41 des Aschkastens 42 über die ganze Breite desselben ein Kanal 43 mit einer in der Fahrtrichtung offenen regulier baren Klappe 44 angeordnet, durch welchen die Zusatzluft infolge des Fahrtwindes und des Unterdruckes im Feuerraum 2 in diesen einströmt.
Die Zusatzluft steigt in dem wei ter oben von -der vordern Feuerkistenwand 45 und der Feuerbuchsausmauerung 11 begrenz ten Kanal 43 aufwärts und tritt unterhalb des Feuerschirmes 32 durch eine über die ganze Breite des Feuerraumes ? reichende lffnung 46 in der Ausmauerung 11 in den Feuerraum ? ein. Nach dem Eintritt der Zusatzluft in den Feuerraum 2 strömt die selbe am Feuerschirm 32 entlang. Hierbei wird einerseits der Feuerschir.n al@@;c-l@ühlt. anderseits die eintretende kalte Luft an den heissen Feuerschirmsteinen erwärmt; diese dehnt sich dabei um Mehrfaches ihres Vo lumens aus.
Da nach oben die Zuszitzluft durch den festen Feuerschirm 32 begzenzt ist, dehnt sie sich nach unten bezw. nach hinten, aus und dringt so unter erneuter Wirbelung in das durch die tiefer liegenden, vielfach unterteilten Düsen 15 erzeugte Flam menmeer, mischt sich gut mit den Feuergasen bezw. glühenden Kohlenstaubteilchen und begünstigt so die vollkommene Verbrennung derselben.
Mittelst der an der Aschkasten- vorderwand 41 angeordneten Klappe 44 kann die Menge der durch den Kanal 43 in -den Feuerraum 2 eintretenden Zusatzluft nach Bedarf geregelt werden.
Um auch den hintern Teil der Feuer buchse mit Zusatzluft ausreichend zu ver- sorgen, sind an der Türwand 29 in der Feuer buchsausmauerung 11 Kanäle 47 vorgesehen, durch welche Zusatzluft in den hintern Teil der Feuerbuchse 2 gefördert wird. Die Zusatz luftzuführung erfolgt hierbei in an sich be kannter Weise durch Ausnutzung des Fahrt windes, indem die Kanäle47 in einem sich quer über die ganze Breite der Feuerbuchse 2 er streckenden Sammelkasten 48 münden, der sich beiderseits der Feuerbuchse in der Fahrtrichtung erstreckt und mit Regulier klappen versehene Öffnungen besitzt.
Um ein Abdrängen des eintretenden Zusatzluft stromes beim Entritt in den Feuerraum nach der Türwand 29 hin zu erschweren, ist über der innern Mündung des Kanals 47 ein dach artiger Vorsprung 49 aus feuerfestem Ma terial vorgesehen, durch welchen der aufstei gende Zusatzluftstrom nach dem Feuerraum hinab gelenkt und von der Türwand 29 ab gehalten wird. Damit ist auch die Türwand vor den Stichflammen geschützt.
Zur Verhütung des Ansetzens von Schlackennestern an der Rohrwand 28 des Kessels ist der Feuerschirm 32 wie unten be schrieben angeordnet und ausgebildet. Der Feuerschirm 32 (Fig.1) ist gegenüber der bisherigen, strichpunktiert angedeuteten Aus führung flacher angeordnet und nach der Türwand 29 hin verlängert, so dass der durch die Pfeile x-x bezeichnete freie Querschnitt des Feuerraumes zwischen Türwand 29 und Feuerschirmkante 32a geringer ist als der durch die Pfeile y-y bezeichnete freie Querschnitt desselben zwischen der Feuer schirmkante 32a und der Feuerraumdecke 28.
Die Feuergase, die bisher ihre höchste Ge schwindigkeit zwischen Feuerschirm und Feuerraumdecke in durch den Pfeil z ange deuteter wagrechter Richtung auf die Rohr wand 23 zu erhielten, erreichen nunmehr ihre Höchstgeschwindigkeit im Querschnitt x-x und bei der Umlenkung der Feuergase in den Querschnitt y-y nimmt ihre Geschwindig keit bereits wieder ab. Die relativ schweren Schlackenteilchen machen infolgedessen diese Umlenkung nicht mit, sondern bewegen sich im wesentlichen in der im Querschnitt x-x erhaltenen, durch den Pfeil z1 angedeuteten Bewegungsrichtung weiter und werden so gegen die Feuerraumdecke 28 geschleudert und hier granuliert.
Die Rohrwand 28 wird also nur von Feuergasen getroffen, die keine flüssige Schlacke mehr mitführen, und bleibt auf diese Weise von der Bildung von Schlak- kennestern verschont.
Zur Unterhaltung eines gleichbleibenden Dampfzustandes im Kessel bei abgeschlos senen Düsenrohren 7 und behufs sicheren Zündens des durch diese Rohre austretenden Gemisches ist ein besonderer kleiner Kohlen staubbrenner 58 beliebiger Bauart, der gleich zeitig auch als Zündbrenner dient, im Aschen- ka.sten 42 (Fig. 1) angeordnet. Diesem Bren- nür wird der Brennstaub (durch die Rohr leitung 59 zugeführt; er ist fernerhin von einem besonderen Zündgewölbe 60 aus feuer festen Steinen umschlossen, wodurch eine einwandfreie Zündung des aus den Rohren 7 austretenden Staubes an den glühenden Stei nen gewährleistet wird.
Fig. 4 bis 6 zeigen eine andere Kühlungs art. Die Kühlkörper 12a und 12b bestehen hier aus zwei mit Rippen 17 versehenen Rohren. Die Rippen 17 sind so angeordnet, dass zwischen ihnen Schlitze 16 entstehen, welche den Schlitzen 15 -der Düsenrohre 7 nach dem Feuerraum hin vorgelagert sind. Diese Rippen 17 leiten ihrerseits die Wärme an das in den Kühlkörpern 12a und 12b flie ssende Kühlmittel ab.
Die Rippen 17 sind durch eine Trennfuge 18 unterteilt, damit sich die beiden Kühl körper 12a und 12b infolge der Wärmespan nungen frei bewegen können. Die beiden Kühlkörper werden in der Weise vom Was ser durchströmt, dass das Kühlmittel durch das Rohr 1,3 in den Kühlkörper 12b eintritt, durch ein Rohr 19 nach dem Kühlkörper 12a geleitet wird, den es gleichfalls durchströmt und bei 14 verlässt.
Die Kühlkörper 12a und 12b besitzen einen spitzwinkligen, zum Bei spiel dreieckigen Querschnitt (Fig. 6) und sind derart in der Ausmauerung angeordnet, dass die vom Feuer bestrahlte Projektion der Kühlflächen möglichst gering ist, und @dass der Querschnitt der Kühlkörper mit zuneh mender Entfernung vom Feuerraum an wächst.
Die Leitschaufeln 20, welche zweck mässig aus einem Metall mit hoher Wärme leitfähigkeit, zum Beispiel Kupfer, herge stellt sind, liegen zwischen den Kühlkörpern 12a, 12b und dem Düsenrohr 7 und sind mit Hilfe des letzteren durch Schrauben 21 fest auf die zu ihrer Aufnahme an den Kühl körpern vorgesehenen Flächen gepresst.
Die Düsenrohre 7 sind, wie Fig. 8 er kennen lässt, so angeordnet, dass sie sich an den beiden Längsseiten der Feuerbuchse hin ziehen.
Wie bereits erwähnt, kann als Kühlmittel für die Kühlkörper Dampf oder Wasser ver wendet werden, welches zum Beispiel aus dem Kessel entnommen wird. Die Fig. 7, 8 und 9 zeigen Einrichtungen zur Zu- und Ab führung des durch die Kühlkörper 12a und 12b fliessenden Kesselwassers.
Das als Kühlmittel dienende Kesselwasser fliesst von einer Reinigungslucke 22 (Fig. 7) durch Rohre 13 zu den Kühlkörpern 12a und 12b, durchströmt dieselben und steigt darauf durch in gewissem Abstande von der Rohrwand 23 des Kessels parallel zu dieser innerhalb der Feuerbuchse 2 hochgeführte Rohre 24 an und kehrt bei 25 oder 26 in den Kessel 1 zurück.
Die Steigrohre 24 sind oberhalb der Rauchrohre 27 entweder bei 25 in die Rohrwand 23 eingewalzt und können von der Domöffnung des Kessels her ge gebenenfalls nachgewalzt und gereinigt wer den; oder sie sind gerade hoch geführt und bei 26 in die Feuerbuchsdecke 28 eingewalzt und durch oben angeordnete Lupen zugäng- lieh. Der Abstand der Steigrohre von der Rohrwand 23 ist so bemessen, dass die Rauch- und Heizrohre 27 im Bedarfsfalle nachge walzt werden können. Ausserdem wird durch diese Anordnung der Steigrohre 24 ein Schutz der empfindlichen Rohrwand vor allzugrosser Feuerbestrahlung erreicht.
Ferner scheiden die Steigrohre 24 einen grossen Teil der lä stigen, flüssigen Schlacke vor Eintritt in die Rauch- bezw. Heizrohre 27 granuliert aus und mindern dadurch die Gefahr des Ver stopfens derselben.
Eine andere Anordnung zeigt Fig. 9. Hier fliesst das als Kühlmittel dienende Kessel wasser ebenfalls von einer Reinigungslucke 22 durch Rohre 13 zu den Kühlkörpern 12a und 12b, durchströmt diese und steigt darauf durch quer .durch den Feuerraum 2 zum obern Teil der Türwand 29 führende Rohre 30 an und kehrt bei 31 in den Kessel zurück. Diese Rohre 30 dienen gleichzeitig in an sich be kannter Weise als Trage- bezw. Kühlrohre für den Feuerschirm 32. Durch die quer durch den Feuerraum 2 führenden Rohre 30 und auch die Rohre 24 nach Fig. 7 und 8 wird eine lebhafte Zirkulation des Kessel wassers durch die Kühlkörper hindurch er reicht.
Das Kesselwasser könnte auch anstatt durch mehrere Rohre 13 bezw. 24 durch je ein Rohr 13 bezw. 24 geleitet Urerden.
Als Kühlmittel für die Düsen kann auch das Kesselspeisewasser benutzt werden. Nach Fig. 11 fliesst aus einem Speisewasser behälter 4 das Speisewasser durch die Lei tung 13, wobei es die in der Feuerbuchse 2 angeordneten Düsenrohre 7 kühlt, einer nor malen Speisepumpe 33 zu, welche -das Wasser ansaugt und durch ein vom Führerstand der Lokomotive regulierbares Umschaltventil 34 entweder zur Kesselspeisung in,den Kessel 1. fördert oder durch das Rohr 35 in den Was serbehälter 4 zurückdrückt.
Die Pumpe fördert lediglich soviel Wasser als für die Kühlung der Düsen erforderlich ist. Um nun bei Betriebsveränderungen den dem Kühlungserfordernis der Düse auf gleichmässige Förderung eingestellten Lauf der Pumpe nicht verändern zu müssen, er folgt die Regelung der iSpeisung bezw. des Speisewassers nur durch Umschaltung mit telst des Umschaltventils 34, indem man je nach der Betriebslage das Speisewasser durch die Leitung 36 in den Kessel drücken oder durch die Leitung 35 in den Speisewasser behälter zurückfördern lässt.
Nach Fig. 12 wird durch eine besondere Kühlwasserpumpe 38 Speisewasser vom Lo- komotivtender 4 durch die Kühlkörper der Düsenrohre 7 in einen Saugstutzen 37 ge fördert. Diese Pumpe 38 wird von einer Hilfsmaschine der Brennstaubfördereinrich- tung angetrieben. Von hier aus fliesst das in den Düsenrohren erwärmte Wasser bei Still stand der gleichfalls an den Saugstutzen 37 angeschlossenen Kesselspeisepumpe 33 durch die Leitung 39 in den Tender 4 zurück. Ist dagegen die Speisepumpe 33 im Betrieb, so fördert sie einen Teil oder das gesamte in den Kühlkörpern der Düsenrohre 7 vorge wärmte Wasser in bekannter Weise durch den Vorwärmer 40 zum Kessel.
Auch kann durch den Saugstutzen 37 das Tenderwasser durch die Leitung 39 unmittelbar der Speise pumpe 33 zugeleitet werden. Die Kühl wasserpumpe drückt das Wasser der Speise pumpe 33 zu, so dass letztere auch stark er wärmtes Wasser unbedingt sicher ansaugt.
Die Düsenrohre 7 können, anstatt wie nach Fig. 8 an den Längsseiten der Feuer buchse angeordnet zu sein, auch an den an dern Wänden der Buchse angeordnet sein oder auch, wie Fig. 10 schematisch zeigt, zu einem einzigen, ringförmigen Düsenrohr 7a vereinigt sein.
In den Fig. 13, 14 und 15 ist ein weiteres Mittel zur Verhütung des Ansetzens von Schlackennestern an der Rohrwand 23 an gegeben. Zu diesem Zwecke ist in der Feuer buchse vor der Rohrwand 23 ein besonderer Granulierrost 50 vorgesehen, der vom Kessel wasser durchströmt wird.
Das Kesselwasser tritt bei 51 aus dem Langkessel, fliesst durch einen Krümmer in die Kesseltrommel 52 und von hier durch die den Granulierrost bildenden Rohre 50 zur Feuerkistendecke 28. Die Schlackenteilchen werden beim Durchgang zwischen den Roh ren 50 abgekühlt, so dass sie an der Rohr wand 23 nicht mehr haften können. Die Rohre 50 werden von Zeit zu Zeit mittelst eines Kratzeisens 53, das an den Rohren ent lang bewegt werden kann, sauber gemacht. In gleicher Weise kann auch die Rohrwand 23 durch den Kratzer 53 gereinigt werden.
Zur Verstärkung der Kühlwirkung sind die Rohre 50 mit Flossen 54 versehen; die Flossen können entweder in Richtung der Längsachse des Kessels, wie es Fig. 15 A zeigt, in welcher der eingezeichnete Pfeil die Richtung der Längsachse angibt, oder auch senkrecht dazu, wie es Fig. 15 B zeigt, oder schräg zu derselben, wie es Fig. 15 C an deutet, angeordnet werden. In letzterem Falle, in welchem die Flossen 54 schräg zur Längsachse des Kessels stehen, werden durch die Flossen gewissermassen Jalousien ge bildet.
Nach den Fig. 16 und 17 ist der über dem Feuerschirm 32 befindliche Verbrennungs raum der Feuerbuchse nach vorn über den Feuerschirm hinaus verlängert.
Durch Verlegung der Rohrwand 23 nach vorn ist die Feuerbuchse 2 bezw. der Ver brennungsraum der Feuerbuchse 2 um den Raum 55 verlängert. Der verlängerte Ver brennungsraum 55 ist als Aschenfall ausge bildet (Fig.16) und durch eine Klappe 56 nach unten hin abgeschlossen. Die Klappe 56 dient dazu, die granulierte Schlacke aus dem Verbrennungsraum 55 zu entfernen und ge stattet ausserdem .den Zugang zu :den Heiz- und Rauchrohren 27.
Gemäss Fig. 17 ist die Feuerbuchse 2 bezw. deren Verbrennungsraum durch eine zylindrische, sich in den Langkessel erstrek- kende Verbrennungskammer 55a verlängert.
In dem Langkesselboden der zylindri schen Verbrennungskammer 55a ist eine Mannlochöffnung 57 angeordnet, welche den Zugang zu den Heiz- und Rauchrohren 2 7 ermöglicht und gleichzeitig zur Reinigung der Verbrennungskammer dient.
Die Brennstaubfeuerung,welche im Vor stehenden hauptsächlich für eine Lokomotiv- feuerung beschrieben und dargestellt ist und sieh bei praktischen Versuchen gut bewährt hat, kann in ganz analoger Weise auch für andere Feuerungen Anwendung finden.