DE23156C

DE23156C - Neuerungen an Dampferzeugungsapparaten

Info

Publication number: DE23156C
Application number: DENDAT23156D
Authority: DE
Original assignee: H. AYDON in Whilton b. Hounslow, Middlesex, und E, FlELD in Chandos, Chambers, Adelphi, Westminster

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Bei den Dampferzeugungsapparaten gewöhnlicher Art findet infolge des Entweichens der Verbrennungsproducte bei hoher Temperatur ein nicht unwesentlicher Verlust an Hitze statt, der nach vorliegender Erfindung dadurch vermieden werden soll, dafs die gasartigen Verbrennungsproducte in Vermischung mit dem erzeugten Dampf durch eine eigenthümliche Anordnung des Dampferzeugungsapparates nutzbar gemacht werden.

Bei den zu diesem Zweck bisher in Vorschlag gebrachten Anordnungen fand eine übermäfsige Abscheidung fester Theile in dem Dampferzeuger selbst statt. Um dies zu vermeiden, wird der dargestellte Dampferzeuger aus drei Kammern gebildet. In der ersten Kammer findet die Verbrennung des Brennmaterials unter Druck statt, in der zweiten wird durch den Contact des Wassers mit den durch die Wärme in der ersten Kammer erhitzten Flächen Dampf gebildet, während die dritte Kammer die Verbrennungsproducte aus der ersten Kammer aufnimmt. Dieselben werden in dieser dritten Kammer mit Wasser in Contact gebracht, wodurch noch Dampf erzeugt und der Dampf mehr oder weniger überhitzt wird, die festen Theilchen aus den Ver-' brennungsproducten aber auf einer dem Feuer direct nicht ausgesetzten Fläche abgeschieden werden.

Die Construction und Anordnung und die Communication der Kammern unter sich kann verschieden sein; so ist beispielsweise nach der in Fig. ι gezeigten Anordnung die Kammer No. 1 ein geschlossener Brennraum, in welchen die nöthige Menge Brennmaterial beliebig zugeführt werden kann, ohne dafs dabei der Druck der Gase in der Kammer wesentlich reducirt wird. Die Oberfläche dieser Kammer bildet die direct wirkende Heizfläche zur Erzeugung des gröfseren Theiles des Dampfes, wie in einem gewöhnlichen Kessel. Diese Kammer wird durch eine Luftpumpe oder einen ähnlichen Apparat mit Luft in einer mehr als zur Verbrennung des Materials nöthigen Menge bei einem vorher bestimmten Drück gespeist und mit Kammer No. 3 durch passende Röhren oder Kanäle derart verbunden, dafs die Verbrennungsproducte durch die weiter unten beschriebenen Mittel unter Druck durch Ventile nach Kammer No. 3 gelangen, wenn der Druck in Kammer No. 1 denjenigen in Kammer No. 3 überschreitet. Kammer No. 2 enthält das Wasser, aus dem der Haupttheil des zu erzeugenden Dampfes gebildet wird, sowie diesen selbst. Diese Kammer ist mit No. 3 durch Röhren oder Kanäle verbunden, die entweder immer offen gehalten oder beliebig geschlossen werden können; oder es können selbstthätige Ventile angebracht sein, durch die der Dampf von Kammer No. 2 nach No. 3, aber nicht umgekehrt entweichen kann. Kammer No. 3 enthält das Wasser, dessen Menge nach Bedarf vergröfsert oder verringert werden kann, von der gleichen oder nahezu gleichen Temperatur des in Kammer No. 2 zur Erzeugung von Dampf vorhandenen Wassers. Die Röhren, durch welche die sämmtlichen heifsen Ver-

brennungsproducte von Kammer No. ι nach No. 3 gelangen, gehen in verticaler Richtung durch das in Kammer No. 3 enthaltene Wasser und endigen in geeigneter Höhe über dem Niveau in durch Ventile, Hauben oder Glocken geschlossene Ventilsitze. Diese Verschlufsvorrichtungen hängen über das obere Ende eines jeden Rohres derart herab, dafs, während die Ventile die Röhrenenden verschliefsen und so die Rückkehr der Gase oder des Dampfes nach Kammer No. 1 verhüten, die Hauben oder Glocken in das in Kammer No. 3 enthaltene Wasser tauchen, so zwar, dafs beim Lüften der Ventile und Hauben alle Verbrennungsproducte durch das Wasser zu streichen gezwungen sind. Hierdurch werden die Verbrennungsproducte gewaschen, mehr oder weniger mit Feuchtigkeit beladen und die festen Bestandtheile aus denselben unter Bildung einer geringen Menge Dampfes in der Kammer ausgeschieden.

Bei Bildung dieses Dampfes wird nur ein Theil der heifsen Verbrennungsproducte verwendet, der andere Theil vermischt sich mit feuchtem Dampf, der im oberen Theil der Kammer No. 3 eine hohe Spannung erhält. Dieser mit dem Dampf der Kammer No. 2 gemischte Dampf kommt dann in gewöhnlicher Weise zur Verwendung. Die Mischung des Dampfes der Kammer No. 2 und desjenigen aus der Kammer No. 3 kann in einer getrennten Kammer oder in Röhren stattfinden.

Es können solche Apparate mit den drei Kammern auch horizontal angeordnet werden; auch kann in manchen Fällen die Kammer No. 3 eine offene, in der Kammer No. 2 liegende Kammer von ringförmiger oder anderer Form sein, immer jedoch ist sie so anzuordnen, dafs sie die aus der Kammer No. 1 mit den gasförmigen Verbrennungsproducten kommenden festen Theile aufnimmt und so lange aufhält, bis sie ausgeblasen oder irgendwie entfernt werden.

Auch kann die Bildung des Dampfes und die Waschung der Verbrennungsproducte in Kammer No. 3 dadurch bewirkt werden, dafs an die Stelle des Wasserreservoirs ein Wasserstrahl, ein Ueberfall oder ein Sprühregen tritt, der mit den Verbrennungsproducten in Berührung kommt.

Ein bestehender Kessel kann in einen Generator nach vorliegender Erfindung dadurch verwandelt werden, dafs der Feuerraum geschlossen wird und die Kammer No. 1 bildet, und aufserdem eine Kammer No. 3 angebracht wird, die vom Kessel getrennt, aber mit demselben in der oben beschriebenen Weise verbunden wird, so dafs der Dampf- und Wasserraum des ursprünglichen Kessels die Kammer No. 2 des combinirten Apparates bildet.

Fig. ι zeigt die Anordnung eines verticalen Dampferzeugers. No. 1 ist ein geschlossener Feuerraum oder eine Verbrennungskammer mit dem Aschenfall a¹; a² sind die Roststäbe; a^s ist der Windzulafs, a^l die geschlossene Aschenfallthür und «⁵ die geschlossene Feuerthür. No. 2 ist eine die Kammer No. 1 umgebende Dampfund Wasserkammer, b¹ zeigt das Wasserniveau in der Kammer No. 2 an. No. 3 ist die Wasch- und Mischungskammer, c¹ ein Schlammsammler; c* zeigt das Niveau des Wassers in der Kammer No. 3 an; d ist das Zuführungsrohr für das Brennmaterial; e ist eine mit Doppelverschlufs versehene Schüttvorrichtung mit der Verschlufshaube e^x und dem Ventil e². ff sind die die Verbindung der Kammer No. 1 mit Kammer No. 3 herstellenden Röhren, f^xf^l Haubenventile zur Vermeidung des Austretens von Dampf aus Kammer No. 3 nach No. i. g ist ein Rohr zwischen den Kammern No. 2 und No. 3, h der Auslafs nach der Maschine, h^v ein Auslafshahn, der beim Anheizen zur Verwendung kommt, i ein Blasrohr zum Ausblasen der abgelagerten festen Bestandtheile.

Beim Betrieb wird zunächst Kammer No. 2 bis zur Linie b^x mit Wasser angefüllt und auf dieser Höhe durch eine Speisepumpe oder einen Injector mit Hülfe eines Wasserstandszeigers constant erhalten; dann wird Kammer No. 3 ebenso gefüllt und das Wasser stets auf dem Niveau c"¹ erhalten. Die Thüren a⁵ und «⁴ und Hahn h¹ werden geöffnet, das Brennmaterial wird auf die Roststäbe a² aufgebracht und angezündet. Durch a³ wird ein Windstrom zugelassen, der so lange, als noch nicht genügender Dampfdruck im Kessel ist, durch von Hand betriebene Apparate zugeführt wird. Brennt nun das Brennmaterial mit voller Flamme, so wird a^s und «⁴ geschlossen. Die Verbrennungsproducte streichen dann durch die Röhren //, heben die Haubenventile /'/' und gehen unter diesen durch das Wasser unter dem Niveau c"" hinab. Hierdurch werden die mit fortgerissenen festen Bestandtheile abgeschieden und sammeln sich in c^l an. Durch das dabei stattfindende Waschen der Verbrennungsproducte werden diese mehr oder weniger mit Feuchtigkeit beladen. Durch das Feuer in Kammer No. 1 wird Dampf in der Kammer No. 2 erzeugt, der dann aus dieser durch das Rohr g nach Kammer No. 3 strömt, in der er sich mit den über das Wasserniveau c² steigenden Verbrennungsproducten mischt. Wird nun Hahn h¹ geschlossen und die Luftpumpe durch Hand oder andere von der Maschine unabhängige Mittel eine kurze Zeit noch in Bewegung gesetzt, so wird sehr bald in der Kammer No. 3 ein genügend grofser Druck entstehen, um die Maschine zu treiben. Die Luftpumpe wird dann mit der Maschine verbun-

den. Der Druck steigt darauf noch je nach dem Stand des Feuers und der bei a¹ eingetriebenen Luft.

Zum Einbringen frischen Brennmaterials dient die Thiir- und Ventilanordnung e und e¹, deren Benutzung durch Fig. ι erklärt wird.

Es gehen also die Verbrennungsproducte von der Kammer No. ι nach dem und durch das in Kammer No. 3 enthaltene Wasser. In dieser Kammer werden sie gewaschen und ihrer festen Theilchen beraubt, worauf dann die gewaschenen Verbrennungsproducte nach - dem über dem Wasserniveau c² liegenden Theile der Kammer No. 3 gehen und sich dort mit dem Dampf aus der Kammer No. 2 mischen.

Da die Temperatur der Verbrennungsproducte beträchtlich höher als die des Dampfes bei demselben Druck ist, so soll eine bedeutende Zunahme an Druck bei der Mischung in der Kammer No. 3 stattfinden.

In einem Generator, wie dem in Fig. 1 dargestellten, kann die Zuführung der Luft beim Ingangsetzen durch ein von Hand bewegtes Gebläse fortfallen und dafür durch Oeffnen des Ventils <?² und der Thür e^l genügender Zug geschaffen werden, wobei d als Rauchfang dient. Nach Erreichung des erforderlichen Druckes zum Betriebe der Maschine wird dann der Verschlufs sämmtlicher Thüren etc. vorgenommen und durch Einblasen von Luft durch a³ der Betrieb fortgesetzt.

Die Fig. 2 und 3, sowie Fig. 4 und 5 zeigen Längen- und Querschnitt von horizontalen Röhrenkesseln mit Dampfsammler.

Fig. 6 ist ein Längsschnitt eines gewöhnlichen Cornwallkessels, der in einen Kessel nach vorliegender Erfindung verwandelt worden ist.

Fig. 7 ist der Längsschnitt eines Gallowaykessels mit Brause zur Waschung der Verbrennungsproducte in der Kammer No. 3. In diesem Fall besteht eine innere Verbindung zwischen den Kammern No. 2 und No. 3 und das Waschwasser für die Verbrennungsproducte tritt in die Kammer No. 3 bei k ein, wobei die Speisung derart regulirt ist, dafs der gewünschte Wasserstand constant erhalten bleibt.

Fig. 8 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem horizontalen Röhrenkessel, bei welchem jedoch die Verbrennungsproducte in der Kammer No. 3 zwischen siebartigen Platten gewaschen werden, während das bei k eintretende Wasser hindurchträufelt und die Speisung so wie in Fig. 7 bewirkt wird.

Fig. 9 ist ein Verticalschnitt eines stehenden Kessels, der ähnlich dem in Fig. 1 ist, bei dem jedoch die Ablagerungskammer c^l etwas anders angeordnet und der Durchlafs g rund um das Brennmaterialzuführungsrohr statt äufserlich angeordnet ist.

Die Fig. iq und ii zeigen einen Längs- und Querschnitt eines horizontalen Röhrenkessels, bei dem die Kammer No. 3 in der Art eines Dampfsammlers auf der Kesselwand gelagert ist. C¹ ist der Sammelraum für die aus den Verbrennungsproducten abgeschiedenen festen Bestandtheile.

Die Anordnung der horizontalen Kessel ist in jedem Fall eine solche, dafs der gröfsere Theil der festen Bestandtheile in der Kammer No, 1 abgeschieden wird, ehe die Verbrennungsproducte nach der Kammer No. 3 entweichen.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. In einem Dampferzeugungsapparat die Combination einer geschlossenen Brennkammer, einer Dampferzeugungskammer und einer Ablagerungskammer (welche letztere getrennt von der Dampferzeugungskammer oder innerhalb derselben über der Wasserlinie angeordnet sein kann), zu dem Zweck, die Verbrennungsproducte aus der Brennkammer in die Ablagerungskammer überzuführen, in welcher sich die mit fortgerissenen festen Bestandtheile aus den Verbrennungsproducten abscheiden und letztere sich mit den aus der Dampferzeugungskammer kommenden Dämpfen vermischen.

2. Bei der unter 1. gekennzeichneten Combination der drei Kammern zu einem Dampferzeugungsapparat die Anwendung des Verfahrens, die Verbrennung in der geschlossenen Brennkammer unter einem höheren Druck sich vollziehen zu lassen, als der Druck in der Ablagerungskammer ist.

3. Bei der Construction von verticalen Dampfgeneratoren die geschlossene Brennkammer No. ι mit der Feuerungszuführung d t e^l e"* und der Luftzuführung a^z, die Verbindung dieser Kammer No. 1 mit der Ablagerungskammer No. 3 durch die Röhren f und Haubenventile /', die Ausstattung der Ablagerungskammer No. 3 mit dem beim Anheizen zur Verwendung kommenden Auslafs h^l, mit dem Dampfabführungsrohr h und dem Abblaserohr i, die Verbindung der Ablagerungskammer No. 3 mit der Dampferzeugungskammer No, 2 durch Rohrg, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

4. Dieselbe Anordnung der Theile bei horizontalen Dampfgeneratoren mit den durch die horizontale Disposition der letzteren bedingten Aenderungen, Fig. 2 bis i 1, und mit den folgenden Modificationen:

a) der Einrichtung, dafs ein Theil der Ablagerung der Verbrennungsproducte bereits in Kammer No. 1 stattfindet;

b) der Einschaltung eines Dampfsammlers, Fig. 4, welcher mit der Dampferzeu-

gungskammer No. 2 und mit der Ablagerungskammer No. 3 in Verbindung steht;

c) der Anordnung einer Waschvorrichtung mittelst Brause k für die aus Kammer No. ι in Kammer No. 3 übertretenden Verbrennungsproducte, Fig. 7;

d) der Anordnung einer Waschvorrichtung mittelst Brause k und der in Kammer No. 3 angeordneten siebartigen Platten fur die Verbrennungsproducte, die aus Kammer No. 1 in Kammer No. 3 übertreten, Fig. 8;

e) der Anordnung der Kammer No. 3 als Dampfsammler mit der Abtheilung i² als Ablagerung für Verbrennungsproducte, Fig. 10 und 11.

Bei verticalen Kesseln die in Fig. 9 dargestellte Anordnung des Verbindungsrohres g zwischen Kammer 2 und 3, concentrisch mit dem Rohr d, das der Kammer No. 1 Brennmaterial zuführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.