DE203251C

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Publication number: DE203251C
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Description

"PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 203251 KLASSE 13».' GRUPPE

EMILE SOLQMIAC in PARIS.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. September 1906 ab.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Dampfkesselanlage mit zwei gleichliegenden Gruppen von Ober- und Unterkessel verbindenden Verdampfungsröhren, sowie einem Dampfüberhitzer, einem Lufterhitzer und einem Speisewasservorwärmer im Kesselheizzuge.

Gemäß der Erfindung ist der Überhitzer in zwei Teilen beiderseits des Feuerraumes ίο innerhalb der Verdampfungsröhrenbündel angeordnet und wird dort von den in zwei Strömen aus dem Feuerraum tretenden und durch die Röhrenbündel zurückkehrenden Heizgasen bestrichen, welche dann wieder nach der Kesselmitte zurücktreten und hier vor ihrem Abzug den oberhalb der abgedeckten Feuerung gelagerten Lufterhitzer und darüber den Vorwärmer nacheinander bestreichen.

Diese Anordnung macht es möglich, den gesamten Temperaturabfall der Heisgase von der Feuerung bis zum Schornstein wesentlich zu vergrößern und vollständig auszunutzen.

Fig. ι bis 4 zeigen eine Ausführung der neuen Dampfkesselanlage, und zwar zeigen

Fig. ι eine Vorderansicht, Fig. 2 zwei senkrechte Halbschnitte nach A-A und B-B der Fig. 3 und 4, Fig. 3 und 4 sind senkrechte Schnitte nach C-C und D-D der Fig. 2.

Fig. 5 und 6 zeigen eine abgeänderte Ausführung, entsprechend der Darstellung in Fig. 2 und 3.

: Fig. 7 und 8 zeigen eine Einzelheit der : Kesselausführung in größerem Maßstabe. . : Die Verdampfergruppen sind wie folgt zusammengesetzt: Zwei untere Sammelkam- : mern 1 stehen durch Rohre 2 und 3 mitein- ^: inder und den oberen Sammelkammern 4 ; und 5 in Verbindung. Diese Sammelkammern 1, 4 Und 5, welche in verschiedenen Höhen angeordnet sind, stehen unter sich durch weite senkrechte Röhre 7 -und 8, welche " . Wasserrückführungen bilden,- in Verbindung. Über dem Sammler 4 befinden sich die Oberkessel 9, in denen sich die Wasseroberfläche einstellt. Sie stehen untereinander durch eine querliegende Kammer 10 und mit den Sammel- ^: kammern 1 durch weite senkrechte Rohre 6 in Verbindung. Das Speisewasser fließt durch So das Rohr 11 (Fig. 3) in die Mitte der Rohrverbindung 2 ein, von wo es in die Sammelkammern ι geht, um von da in die sich an die Sammelkammern 1 anschließenden, reihenweise angeordneten Verdampfungsröhren 13 55- und 14 verteilt zu werden. Die Oberkessel 9 erhalten den Dampf der oberen Sammelkammer 5. durch die beiden Rohrverbindungen 12.

Die Verdarhpfungsröhren 13 und 14 sind in. senkrechter Richtung zwischen die Sammelkammern I, 4 und 5 eingesetzt und bilden die Seitenwände des Feuerraumes e, der Verbrennungskammer f und der Heizkanäle g und h. . Zu diesem Zwecke stehen sie nahe aneinander, außer an den nicht gestrichelten

Teilen in Fig. 2 und 5, wo sie einen freien Raum für den Durchgang der Flammen oder der Heizgase freilassen. Die Vorder- und Hinterwände des Feueraumes und der Verbrennungskammer sind durch feuerfeste Steinwände 15 und 16 gebildet. In der Wand 15 befinden sich die Feuertüren 17.

Die Decke des Feuerraumes wird gebildet: i. bei der Ausführung nach Fig. 1 bis 4 durch einen Teil der Röhren 13, die Wand 18, welche die Zwischenräume zwischen den Röhren ausfüllt, und durch ein feuerfestes Steingewölbe 19; 2. bei der Ausführung nach Fig. 5 und 6 durch das Gewölbe 19.

Bei beiden Ausführungen ist die Decke der Feuerkammer aus feuerfesten Steinen gewölbt.

Bei dem Kessel nach Fig. 5 und 6 sind

je zwei Röhren der Verdampferröhren 13

, und 14 in gleichen senkrechten Ebenen angeordnet, und zwar in Kreisläufen von der ungefähren Form einer Null (Fig. 7). Die Fortsetzung der Kreisläufe durch die Sammelkammern I, 4 und 5 hindurch wird durch besondere Rohrstücke 20 und 21 bewirkt.

Diese Rohrstücke haben den Zweck: 1. den Durchlauf des Wassers der aufsteigenden „ Zweige 13 des Kreislaufes, welche unmittelbar vom Feuer beheizt werden, in die absteigenden Zweige 14, welche nicht mit dem Feuer in Berührung stehen, sowie den Rücklauf von 14 nach 13 zu ermöglichen; 2. den in dem aufsteigenden Zweige 13 (Verbindungsröhren 20) gebildeten Dampf in die Sammelkammern 4 und 5 abzuführen; 3. die Wasserkreisläufe aus den Sammelkammern 1 (Rohrstücken 21) mit Wasser zu speisen.

Bei der Kesselausführung nach Fig. 1 bis 4 sind die Verdampferröhren 13 und 14 abwechselnd zu je zwei Kreisläufen von der Form einer Null und zu je vier Kreisläufen von der Form einer liegenden Acht (Fig. 8) in senkrechten Ebenen angeordnet. Die Rohrstücke 20 und 21 sind die gleichen.

Der Überhitzer ist in zwei gleiche Teile geteilt, welche durch die Rohrbündel 22 gebildet werden, die in Schlangenwindungen durch die Kästen 23 vereinigt werden, die von dem Verdampfer durch Schließen der Hähne 25 abgeschlossen werden können.

Beim Anfeuern wirken die überhitzer zunächst gleichfalls als Verdampfer. Durch den Hahn 24 werden sie mit Wasser gefüllt, und der gebildete Dampf wird durch den Hahn 25 und die Rohre 26 nach dem Dampfsammler 10 übergeleitet. Die Bewegung findet somit von unten nach oben statt. Um den Dampf zu überhitzen, wird die Bewegung mittels der gleichen Hähne, nachdem sich ein gewisser Druck gebildet hat, umgekehrt. Der Wasserzufluß 24 wird geschlossen. Der Dampf, welcher in 10 durch die beiden Rohre 26 eingelassen ist, durchströmt die Überhitzer von oben nach unten und gelangt in die Maschine durch das Dampfentnahmeventil 27 und die Leitung 28 (Fig. 1).

Mittels einer auf ein Nadelventil wirkenden Schraube 29 (Fig. 3) kann die Überhitzung nach Belieben durch Einspritzen von Wasser geregelt werden, welches dem Oberkessel 9 entnommen wird. Das Ventil 30 dient für die Entnahme von gesättigtem Dampf und führt in die allgemeine Leitung 28. Die Anordnung der beiden Ventile 27 und 30 gestattet die Zuführung einer geregelten Mischung von überhitztem und gesättigtem Dampf. Die Hähne 31 dienen zum Ablassen unter Druck.

Der Lufterhitzer wird durch ein Bündel dünnwandiger, herausnehmbarer Rohre 32 gebildet, welche zwischen zwei Kopfplatten eingesetzt sind. Die Luft tritt durch den Kanal 33 ein, durchströmt die Rohre 32 und gelangt durch den Kanal 34 in die Aschenkammer. Die Luft kann auch unmittelbar unter den Rost durch die Aschentür 35 geleitet werden.

Der Wasservorwärmer ist aus Röhren 36 gebildet, welche zickzackförmig durch die Kästen 37 vereinigt sind. Von dem Ventil 38 aus (Fig. ι und 3) gelangt das Speisewasser durch den Hahn 39 in den Vorwärmer, den es von vorn nach hinten durchfließt, um alsdann zum Hahn 40 hinabzuströmen und durch das Rohr 11 in den Verdampfer überzutreten. Um den Vorwärmer auszuschalten, schließt man die verbundenen Hähne 39 und 40, worauf die Speisung durch 38, 39, 40 und II unmittelbar in den Verdampfer bewirkt wird.

Der Überhitzer ist in den Heizkanälen g des ersten Umleitungsweges der Heizgase angeordnet. Der Lufterhitzer befindet sich in dem Kanal h des zweiten Umleitungsweges, der Wasservorwärmer in dem Raum i' des dritten Umleitungsweges. Der Dampf, die Luft und das Wasser fließen im entgegengesetzten Sinne der Gasströmung, so daß die Heizung im Gegenstrom stattfindet. Die einzelnen Teile lassen sich durch die Türen 41, 42 und 43 nach Belieben an ihren Platz bringen oder zurückziehen, ohne daß der Kessel abgestellt zu werden braucht.

Die Heizgase nehmen den folgenden, durch Pfeile angedeuteten Weg: Von dem Feuerraum e steigen die Gase senkrecht in der Verbrennungskammer f auf und teilen sich in dieser oben in zwei Ströme nach rechts und nach links. Jeder dieser Gasströme fließt durch die zwischen den oberen Teilen der Verdampferröhren 13 gebildeten Zwischenräume (vgl. Fig. 2 rechts und Fig. 5 links), gelangt in den seitlichen Kanal g, welchen

der Gasstrom von der Hinterseite bis zur Vorderseite des Kessels durchzieht, und geht von hier durch die rechteckige Öffnung, welche in Fig. 3 und 6 punktiert angedeutet ist. Diese Öffnung wird in senkrechter Richtung durch die erste Reihe der Röhren 13 und durch die Vorderseite des Kessels, in wagerechter Richtung durch den Boden des Feuerraums und den Sammler 4 begrenzt.

Nach dem Durchgang durch diese öffnung wendet sich jeder der beiden Gasströme nach dem Mittelkanal h, wo sich die Gasströme wieder zu einem einzigen Strom vereinigen, welcher diesen Kanal von vorn nach hinten durchströmt. Hinter diesem Kanal h steigen die Gase aufwärts in den oberen Kanal i, welchen sie von hinten nach vorn durchströmen, um alsdann in den Schornstein zu gelangen.

Die Prallwände k, welche in den Kanälen g angeordnet sind, haben den Zweck, die durch diese Kanäle ziehenden Gase zu zwingen, zweimal die Überhitzerröhrenbündel 22 zu durchströmen: auf der hinteren Kesselhälfte von oben nach unten, auf der vorderen Kesselhälfte von unten nach oben.

Die gesamte Heizfläche beträgt ungefähr das 40 fache der Rostfläche. Etwa ⁴/_l0, also das 16 fache der Rostfläche, bilden den Verdämpfer. Diese τ 6 fache Rostfläche, welche in unmittelbarer Berührung mit dem Feuer steht, befindet sich im Anfang des Weges der Heizgase und ist einer hohen Temperatur unterworfen. Aus diesem Grunde wird dieser Teil von Röhren gebildet, welche annähernd senkrecht in besonderer Anordnung gelagert sind, wie schon erläutert ist. Diese Anordnung verfolgt den Zweck, in den Röhren einen kräftigen. Wasserumlauf zu schaffen, welcher fähig ist, die Hitze bei beliebig starker Feuerung aufzunehmen und die Wände kühl zu halten.

Etwa ³/₁₀ der Gesamtheizfläche, also ungefähr die 12 fache Rostfläche, bilden den Überhitzer oder das Glied der Anlage, welches, wie bereits bemerkt, beliebig als Wasserverdampfer oder Dampfüberhitzer dienen kann. Diese 12 fache Rostfläche ist in zwei auf gleiche Weise in den Kanälen g angeordnete Teile geteilt, welche an der ersten Umkehrstelle der Heizgase, also an einem Orte angeordnet sind, wo keine Flammen mehr vorhanden, die Gase aber sehr heiß sind und der Dampf wirkungsvoll auf 250⁰ über die Temperatur des gesättigten Dampfes hinaus überhitzt werden kann, ohne eine Einwirkung auf das Metall der Röhren befürchten zu müssen. Die Röhren dieser 12 fachen Rostfläche verlaufen im wesentlichen wagerecht derart, daß sie senkrechte Schlangenlinien nach Art der Belleville-Kessel bilden. Der Dampfstrom durchstreicht sie von oben nach unten mit großer Geschwindigkeit. Diese Strömungsrichtung ist eine erzwungene und. verläuft zum Teil entgegengesetzt zu der der Heizgase.

Etwa 0,15, d.h. die ofache Rostfläche, bildet den Lufterhitzer, der zur Erhöhung der Temperatur der Verbrennungsluft dient. Diese ofache Rostfläche ist unmittelbar hinter dem Überhitzer im Kanal h angeordnet, am zweiten Unikehrpunkt der Gase, d. h. an einem Ort, wo die Gase noch heiß, genug sind, um die Luft wirkungsvoll auf 150 bis 200° zu erhitzen. Die Röhren dieser 6 fachen Heizfläche sind im wesentlichen wagerecht angeordnet, besitzen einen großen Durchmesser, und geringe Wandstärke, da sie keinen Druck auszuhalten haben. Der sehr lebhafte Luftstrom durchstreicht diese Röhren von hinten nach vorn im Gegenstrom zu den Heizgasen.

Schließlich bilden etwa 0,15, d. h. die 6 fache Rostfläche, den Speisewasservorwärmer. Diese ofache Heizfläche ist unmittelbar hinter dem Lufterhitzer in dem Kanal i, am dritten Umkehrpunkt der Heizgase, angeordnet, d. h. an dem Orte, wo die bereits sehr abgekühlten Gase nur noch wirkungsvoll den Überrest ihrer Wärme an das kalte Wasser abgeben können. Die Röhren dieser Heizfläche sind in wagerecht verlaufenden Schlangenlinien angeordnet, und der Wasserstrom durchfließt sie von vorn nach hinten entgegengesetzt dem Heizgasstrom.

Claims

95 Patent-Ansprüche:

1. Kesselanlage mit zwei gleichliegenden Gruppen von Ober- und Unterkessel verbindenden Verdampfungsröhren, sowie einem Dampfüberhitzer, einem Lufterhitzer und einem Speisewasservorwärmer im Kesselheizzuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Überhitzer in zwei Teilen (22) beiderseits des Feuerraumes innerhalb der Verdampfungsröhrenbündel (13, 14) angeordnet ist und dort von den in zwei Strömen aus dem Feuerraum tretenden und durch die Röhrenbündel zurückkehrenden Heizgasen bestrichen wird, welche dann wieder nach der Kesselmitte zurücktreten und hier vor ihrem Abzug den oberhalb der abgedeckten Feuerung gelagerten Lufterhitzer und darüber den Vorwärmer nacheinander bestreichen.

2. Kesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verdampfergruppen oben durch eine querliegende Dampfkammer (10) und unten durch zwei Rohre (2,3) vereinigt sind und in jeder Gruppe zwei mit dem zügehörigen Oberkessel (9) und unter sich durch Rohre (7) verbundene obere Sam-

melkammern (4, 5) angeordnet sind, sowie eine untere Sammelkammer (i), deren vorderer Teil durch senkrechte Rohre (6) mit dem Oberkessel (9) in Verbindung steht, während die oberen und unteren Sammelkammern (1,4,5) selbst hinten durch senkrechte Röhren (8) und auf ihrer ganzen Länge durch die reihenweise angeordneten Verdampfungsröhren (13,14) untereinander verbunden sind.

3. Kesselanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdamp fungsröhren (13, 14) zu je zwei in Form einer Null oder zu vier in Form einer liegenden Acht in senkrechten Ebenen angeordnet und jedesmal oben und unten mittels durch die Sammelkammern (4, 1) hindurchgeführter Rohrstücke (20, 21) verbunden sind, von denen die oberen Rohrstücke (20) mit einer Öffnung zum Dampfauslaß versehen sind, während die unteren Rohrstücke (21) düsenartig an die Zweige für den aufsteigenden Wasserstrom angeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.