DE1036894B

DE1036894B - Device for reducing wear on the fan wheel of induced draft fans in locomotives

Info

Publication number: DE1036894B
Application number: DEH24825A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Hans Bangert
Original assignee: Henschel and Sohn GmbH
Current assignee: Henschel and Sohn GmbH
Priority date: 1955-08-30
Filing date: 1955-08-30
Publication date: 1958-08-21

Description

Einrichtung zur Verschleißherabsetzung des Gebläserades von Saugzuggebläsen bei Lokomotiven Es besteht seit langem das Bestreben, den klassischen ejektorartigen Saugzug an Lokomotivkesseln durch ein Gebläse zu ersetzen, weil mit dem Gebläse wesentlich bessere Wirkungsgrade zu erreichen sind.Device for reducing wear on the fan wheel of induced draft fans in locomotives There has long been an endeavor to use the classic ejector-like To replace induced draft on locomotive boilers with a blower, because with the blower much better efficiencies can be achieved.

Bei Kondenslokomotiven, bei denen der Abdampf der Dampfmaschine kondensiert und nicht durch Blasrohr und Schornstein ins Freie ausgestoßen wird, ist man genötigt, zur Erzeugung des Saugzuges auf eine Gebläseanordnung zurückzugreifen. Solche Gebläse haben sich - angetrieben durch eine Abdampfturbine - auch grundsätzlich bewährt.With condenser locomotives, where the steam from the steam engine condenses and is not expelled into the open through a blowpipe and chimney, one is compelled to to use a fan arrangement to generate the induced draft. Such blowers have also basically proven themselves - driven by an exhaust steam turbine.

Bei sehr großen Lokomotiven, die nicht mehr von Hand gefeuert werden, sondern eine mechanische Stokereinrichtung erhalten, bei welcher die durch eine Transportschnecke geförderten Kohlestücke mit Dampf in die Feuerbuchse eingeblasen werden, ist nun der Betrag an Feinkohle, der zum größten Teil unv erbrannt in die Rauchkammer gelangt, sehr erheblich.In the case of very large locomotives that are no longer fired by hand, but get a mechanical stoker device, in which the by a Coal pieces conveyed by a screw conveyor are blown into the fire box with steam is now the amount of fine coal that is for the most part unburnt in the Smoke chamber reaches, very considerably.

Diese Feinkohleteilchen - auch linder genannthaben eine starke abnutzende Wirkung auf die Schaufeln des Gebläserades, so daß die Gebläseräder nach verhältnismäßig kurzer Betriebszeit ausgewechselt werden müssen. Dieser Mißstand hält sich in praktisch tragbaren Grenzen, so lange die Lokomotiven von Hand gefeuert werden, und tritt beispielsweise überhaupt nicht auf, wenn es sich um mit Ö1 gefeuerte Lokomotiven handelt.These fine coal particles - also called linder - have a strong wear and tear Effect on the blades of the fan wheel, so that the fan wheels after relatively have to be replaced after a short operating time. This grievance remains practical manageable limits as long as the locomotives are fired by hand and kick for example not at all when it comes to Ö1-fired locomotives acts.

Bei durch Stoker gefeuerten Lokomotiven dagegen kann je nach Rostanstrengung und Art der verfeuerten Kohle der Anteil an Flugkohle (linder) einen so hohen Prozentsatz der verfeuerten Kohlenmenge (2ä his 401/o) ausmachen, daß Vorkehrungen getroffen werden müssen, diese Flugkohle abzuscheiden, ehe der Rauchgasstrom das Lüfterrad des Saugzuggebläses trifft.In the case of locomotives fired by stokers, on the other hand, depending on the degree of rustiness and type of coal burned the proportion of fly coal (linder) such a high percentage the amount of coal burned (2ä to 401 / o) make it necessary to take precautions must be to deposit this carbon before the flue gas flow the fan wheel of the induced draft fan.

Es sind bereits Abscheidungsvorrichtungen verschiedentlich bekanntgeworden, bei denen der Rauchgasstrom durch besondere Führungsbleche bis zu einem geringen Teil entzindert wird und dann durch das Gebläserad in den Schornstein geleitet wird. Der noch im Rauchgasstrom verbliebene Teil an Flugkohle führte jedoch immer wieder zu einem vorzeitigen Verschleiß des Gebläserades. Ferner bestand der Nachteil, daß der ausgeschiedene linder infolge seiner Ablagerung in der Rauchkammer deren Innenwände angriff und deshalb eine oftmalige Reinigung der Rauchkammer erforderlich machte.Separation devices have already become known in various ways, in which the flue gas flow through special guide plates down to a low level Part is descaled and then fed through the fan wheel into the chimney. However, the part of the fly coal still remaining in the flue gas flow kept flowing premature wear of the fan wheel. There was also the disadvantage that the excreted linder as a result of its deposition in the smoke chamber, its inner walls attack and therefore made frequent cleaning of the smoke chamber necessary.

Nach der Erfindung soll der Verschleiß des Gebläserades auf ein möglichst geringes Maß herabgesetzt werden, wobei mit dem Erfindungsgegenstand noch der Vorteil verbunden ist, daß der innere Rauchkammermantel infolge nur geringfügiger Zinderablagerungen nicht mehr in so starkem Maße angegriffen wird. Die Entfernung der Ablagerungen braucht nur noch in größeren Zeiträumen zu erfolgen.According to the invention, the wear of the fan wheel should be as low as possible be reduced to a small extent, with the subject matter of the invention still having the advantage is connected that the inner smoke chamber jacket as a result of only minor zinc deposits is no longer attacked to such an extent. The removal of the debris only needs to be done in longer periods of time.

Erfindungsgemäß wird das bei einer Einrichtung zur Verschleißherabsetzung des Gebläserades von Saugzuggebläsen bei Lokomotiven, insbesondere für mit Stoker betriebene Kondenslokomotiven, bei denen zwischen dem Austrittsstutzen des Gebläses und der Innenwand des Schornsteins ein düsenartiger Ringspalt vorhanden ist, dadurch erreicht, da.ß die den höherenXZy'i^ aufweisende Rauchgasmenge unter Umgehung des Gebläses unmittelbar durch den Ringspalt abgesaugt wird. ,y. Z t'rtdd 7'1e ljz 6 t Es wird also der Teil der Rauchgase, der vor- nehmlich mit Flugkohle belastet ist, unter Umgehung des Gebläserades dem von diesem erzeugten Saugzugstrom nachträglich beigemischt.According to the invention, in a device for reducing wear of the impeller of induced draft fans in locomotives, in particular for stoker-operated condensation locomotives, in which there is a nozzle-like annular gap between the outlet of the fan and the inner wall of the chimney, achieved da.ß the higher amount of smoke gas exhibiting XZ y'i ^ bypassing the fan directly through the Annular gap is sucked off. , y. Z t ' rtdd 7'1e ljz 6 t So the part of the flue gases that is is actually loaded with fly carbon, subsequently added to the induced draft flow generated by it, bypassing the fan wheel.

Hierbei saugt das Gebläserad nur einen Teil der Rauchgase, und zwar hauptsächlich denjenigen Teil, der möglichst wenig Flugkohle enthält, an und stößt ihn durch den Austrittsstutzen mit genügender Pressung bzw. Geschwindigkeit aus, so daß die Energie dieses austretenden Rauchgasstromes ausreicht, um durch einen an sich bekannten Ringspalt zwischen dem dem Gebläse nachgeschalteten weiten Blasrohr und dem diffusorartig gestalteten Schornstein den übrigen Teil der Rauchgase mit dem größten Anteil an Flugkohlenteilchen zusätzlich ins Freie zu führen.Here, the fan wheel only sucks in part of the smoke gases mainly that part that contains as little fly carbon as possible, and bumps it out through the outlet nozzle with sufficient pressure or speed, so that the energy of this exiting flue gas stream is sufficient to through a Annular gap known per se between the wide blowpipe connected downstream of the fan and the diffuser-like chimney with the remaining part of the flue gases to lead the largest proportion of flight charcoal particles into the open air.

Es wird angenommen, daß die Verteilung der Flugkohle im Rohrbündel des Lokomotivkessels ungleichmäßig ist. Durch den Einbau einer genügend lang ausgebildeten Feuerbrücke in der Feuerbüchse wird der Rauchgasstrom nach oben gegen die Feuerbüchsdecke gelenkt. Er verteilt sich von dem engsten Querschnitt, der durch die Oberkante der Feuerbrücke und die Feuerbüchsdecke begrenzt wird, auf dem Wege zur Rohrwand der Feuerbüchse zwar wieder fächerartig auf den gesamten Rohrquerschnitt. Es wird aber angenommen, daB die festen Teilchen, die im Rauchgasstrom mitgerissen werden, auf diesem Wege ihre Richtung weniger ändern als die leichten Rauchgase, so daß die Mehrzahl der festen Partikelchen durch die oberen Kesselrohre gefördert werden. Es treten dann also am Rauchkaminerende der Heiz- und Rauchrohre aus den oberen Rohrreihen Rauchgase aus, die weit mehr feste Partikelchen mit sich führen als diejenigen, die aus den unteren Rohren heraustreten, wobei das Verhältnis der Rauchgasmengen etwa 2:1 ist. Dieses Verhältnis muß bei Bemessung der Gebläseleistung und der Austrittspressung bzw. der Austrittsgeschwindigkeit berücksichtigt werden.It is assumed that the distribution of the carbon in the tube bundle of the locomotive boiler is uneven. By installing a sufficiently long Fire bridge in the fire box, the flue gas flow upwards against the fire box ceiling steered. It is distributed from the narrowest cross-section, the one through the upper edge of the Fire bridge and the fire box cover is limited on the way to the pipe wall of the fire box again fan-like over the entire pipe cross-section. It is assumed, however, that the solid particles are entrained in the flue gas flow in this way change their direction less than the light smoke gases, so that the majority of the solid particles conveyed through the upper boiler tubes will. It then occurs at the smoke chimney end of the heating and smoke pipes from the The upper rows of pipes emit smoke gases that carry far more solid particles with them than those emerging from the lower tubes, the ratio of the Flue gas quantities is about 2: 1. This ratio must be used when dimensioning the fan output and the exit pressure or the exit speed are taken into account.

Wie oben erwähnt, werden die unteren reineren Rauchgase dem Gebläse und die oberen mehr mit festen Flugkohleteilchen angereicherten Rauchgase dem Ringspalt zugeführt.As mentioned above, the lower purer flue gases are the blower and the upper flue gases, which are more enriched with solid fly carbon particles, in the annular gap fed.

Die Trennung der beiden Rauchgasströme erfolgt durch eine in der Rauchkammer angeordnete waagerecht liegende oder dem Rauchgasstrom folgend schräg ansteigende Trennwand, wobei der oberhalb dieser Wand liegende Rauchgasstrom dem Ringspalt und der unterhalb liegende dem Gebläse zugeführt wird.The two flue gas flows are separated by one in the smoke chamber arranged horizontally or diagonally rising following the flue gas flow Partition wall, the flue gas flow lying above this wall and the annular gap the one below is fed to the fan.

Es kann auch eine bereits bekannte Anordnung der Trennwand benutzt werden, die, vom untersten Punkt des Rauchgasaustritts an der Rauchkammerrohrwand beginnend, schräg ansteigt und bisher den Zweck hatte, den gesamten Rauchgasstrom so zu führen, daß durch einfache oder mehrfache Umlenkung ein Ausscheiden der Flugkohleteilchen bewirkt wird.A previously known arrangement of the partition can also be used the, from the lowest point of the flue gas outlet on the smoke chamber tube wall beginning, rises at an angle and so far had the purpose of the entire flue gas flow to lead so that by single or multiple deflection a separation of the fly coal particles is effected.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können im unteren Teil dieser ansteigenden Trennwand Schlitze angeordnet werden, die schräg gestellte Blechstreifen oder einstellbare Jalousien aufweisen, die in ihrer Richtung etwas steiler als die Trennwand angeordnet sind, dergestalt, daß die Kohleteilchen bei ihrem Aufprallen auf diese Jalousiebleche in ihrer aufsteigenden Bahn bestärkt werden, während die leichten Gase durch den Sog des Gebläses durch die Schlitze unter Umlenkung ihrer Strömungsrichtung hindurchgezogen werden.According to a further feature of the invention, in the lower part of this rising partition slots are arranged, the inclined sheet metal strips or have adjustable blinds that are slightly steeper in their direction than the Partition wall are arranged such that the coal particles upon impact on these blind sheets are strengthened in their ascending path, while the light gases by the suction of the blower through the slots while deflecting their Direction of flow are pulled through.

Diese hindurchgesaugten Gasmengen bilden den Hauptteil derjenigen Rauchgasmenge, die direkt vom Gebläse angesaugt wird, während der restliche Teil der direkt angesaugten Rauchgase am Ende der Trennwand aus dem Strom der übrigen Rauchgase abgesaugt wird, der mit dem größten Teil der Flugkohleteilchen durch den Ringspalt des dem Gebläse nachgeschalteten Diffusor abgesaugt wird.These quantities of gas sucked through form the main part of those Amount of flue gas that is sucked in directly by the fan, while the remaining part the directly sucked in flue gases at the end of the partition wall from the flow of the rest Smoke gases are sucked off, with the largest part of the flight carbon particles through the Annular gap of the diffuser downstream of the fan is sucked off.

In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch den Kessel einer Lokomotive. 1 ist die Feuerbüchse mit der Brennschicht 2, die auf dem Rost 3 liegt. 4 ist die Einführung der Brennstoffzufuhr durch den Stoker. Die durch die Förderschnecke 5 geförderte Kohle wird durch schematisch angedeutete Düsen 6 in den Brennraum eingeblasen. Die Brenngase nehmen ihren Weg mehr oder weniger gleichmäßig vor der Rohrwand, um durch die Heiz- und Rauchrohre 8 in die Rauchkammer 9 zu gelangen. Durch stärker gezeichnete Pfeile ist die größere Beimischung von Flugkohle-.teilchen im oberen Teil des Rauchgasstromes gekennzeichnet. In der Rauchkammer 9 befindet sich ein waagerecht angeordnetes Gebläserad 10, dem durch einen Leitapparat 11 ein Teil der Rauchgase zugeleitet wird. Der Antrieb des Gebläserades ist schematisch durch ein Rechteck unterhalb der Rauchkammer angedeutet, aus dem eine senkrechte Antriebsweile zum Gebläserad führt. Oberhalb des Gebläserades befindet sich ein Nachleitapparat 12, der in einen vorzugsweise runden, wahlweise, aber auch sternförmig oder kleeblattförmig unterteilten Blasrohrkopf 13 mündet. Über diese Mündung ist ein Schornstein 14 so gestülpt, daß ein Ringspalt 15 bestehenbleibt. Der ringförmige Zwischenraum ist in bekannter Weise düsenartig gestaltet, um das Einströmen der Rauchgase zu erleichtern bzw. um bei möglichst stoßfreiem Eintritt die erforderliche Erhöhung der Geschwindigkeit herbeizuführen.The invention is shown in the drawing. Fig. 1 shows a Section through the boiler of a locomotive. 1 is the fire box with the burning layer 2, which lies on the grate 3. 4 is the introduction of the fuel supply through the Stoker. The coal conveyed by the screw conveyor 5 is indicated schematically by Nozzles 6 blown into the combustion chamber. The combustion gases more or less take their way evenly in front of the pipe wall to go through the heating and smoke pipes 8 into the smoke chamber 9 to arrive. The greater admixture of Charcoal particles marked in the upper part of the flue gas flow. In the smoke chamber 9 is a horizontally arranged impeller 10, which is through a diffuser 11 a part of the flue gases is fed. The drive of the fan wheel is schematic indicated by a rectangle below the smoke chamber, from which a vertical Drive shaft leads to the fan wheel. There is a above the fan wheel Nachleitapparat 12, which is in a preferably round, optionally, but also star-shaped or cloverleaf-shaped subdivided blowpipe head 13 opens. About this estuary is a chimney 14 turned so that an annular gap 15 remains. The ring-shaped one Gap is designed like a nozzle in a known manner to prevent the inflow of the To facilitate flue gases or to achieve the required entry with as smooth an entry as possible Bring about an increase in speed.

Fig. 2 ist die einfachste Möglichkeit, die Trennung der Rauchgasströme in einen Strom mit wenig Flugkohle zum Gebläserad hin und einen anderen an Flugkohle reicheren zum Ringspalt hin zu erzielen. Diese Ausführung sieht zu diesem Zwecke eine waagerecht verlaufende Trennwand 19 vor, die von der Rauchkammerrohrwand bis etwa zur Mitte oder bis zur Vorderkante der Saugzuganlage führt.Fig. 2 is the simplest possibility to achieve the separation of the flue gas streams into one stream with little fly coal towards the fan wheel and another one that is richer in fly coal towards the annular gap. For this purpose, this embodiment provides a horizontally extending partition 19 , which leads from the smoke chamber tube wall to approximately the middle or to the front edge of the induced draft system.

Fig. 3 zeigt die Anordnung einer ansteigenden Trennwand 20, die in Übereinstimmung mit einem früheren Vorschlag in der Vorderkante nach unten umgebogen ist und unterhalb der Kante ein Ablenkblech 21 aufweist, das dazu dient, den eventuell noch nicht ausgeschiedenen restlichen Teil der Flugkohle im vorderenTeil der Rauchkammer abzuscheiden, von wo er durch bekannte :Mittel stetig oder zeitweilig entfernt werden kann. Die Sammelkammer kann durch eine Klappe 17, die automatisch oder durch ein zwangsläufiges Gestänge geschlossen wird, verschlossen sein, um während des Ausstoßens des Zinders den übrigen Teil der Rauchkammer von dem Löschesack abzutrennen, zwecks Aufrechterhaltung des Vakuums in der Rauchkammer. Für diese Einrichtung wird kein Schutz gewährt.Fig. 3 shows the arrangement of a rising partition wall 20 which, in accordance with an earlier proposal, is bent down at the front edge and has a deflector plate 21 below the edge, which serves to divert any remaining part of the carbon in the front part of the Separate smoke chamber, from where it can be removed continuously or temporarily by known means. The collecting chamber can be closed by a flap 17, which is closed automatically or by a positive linkage, in order to separate the remaining part of the smoke chamber from the extinguishing bag during the ejection of the cinder in order to maintain the vacuum in the smoke chamber. No protection is granted for this facility.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung der Trennwand 20 und eines Ablenkbleches 21, wobei die hintere Unterkante der Trennwand 20 unterhalb des Austrittsquerschnittes der gesamten Rauch- und Heizrohre beginnt, so daß zunächst einmal der gesamte Rauchgasstrom oberhalb des Lenkbleches geführt wird. Innerhalb des Lenkbleches sind die schon beschriebenen Schlitze oder einstellbaren Jalousien 18 vorgesehen, durch die ein Teil der Rauchgase nach Abscheiden der festen Flugkohleteilchen, infolge Aufprallens auf die jalousiebleche gereinigt, dem Gebläse zuströmen.Fig. 4 shows an arrangement of the partition 20 and a baffle 21, the rear lower edge of the partition wall 20 below the outlet cross-section the entire smoke and heating pipes begins, so that first of all the entire flue gas flow is guided above the steering plate. They're inside the steering plate described slots or adjustable blinds 18 provided through the a Part of the flue gases after the solid fly coal particles have been deposited as a result of impact Cleaned on the blind sheets, flow towards the fan.

Die Schlitze 18 in der Trennwand können aber auch wegfallen. Die nicht ins Freie geführten Flugkohleteilchen werden in diesem Falle durch die Umlenkung des Rauchgasstromes ausgeschieden.The slots 18 in the partition can also be omitted. They don't In this case, airborne carbon particles carried into the open air are caused by the deflection of the flue gas stream excreted.

Für die Unteransprüche wird nur Schutz im Zusammenhange mit dem Anspruch 1 begehrt.For the subclaims, only protection in connection with the claim is given 1 coveted.

Claims

PATENTANShlitC.llE: 1. Device to reduce wear of the Blower wheel of induced draft fans in locomotives, especially those operated with stokers Condensation locomotives, where between the outlet of the .Gebläses and the Inside wall of the chimney there is a nozzle-like annular gap, characterized in that that the amount of smoke gas having the higher cinder content bypassing the fan (10) is sucked off directly through the annular gap (15).

2. Device according to claim 1, characterized in that the suction power of the fan and discharge pressure or exit speed is chosen so that the immediate the amount of flue gas sucked in to the indirectly conveyed amount in a certain ratio, z. B. 2: 1.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the flue gas flow is divided by a more or less horizontal partition ( 19, 20) into a part that flows directly to the fan (10) and another part that flows into the annular gap ( 15) flows in.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that a deflector plate (21) is provided below the downwardly bent front edge of the partition (20).

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that the dividing wall (20) rising from the lowest point of the smoke chamber tube wall has slots (18) with fixed or adjustable louvre plates. Documents considered: French Patent No. 456 213; U.S. Patent No. 2,547,339.