DE308397C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft einen Schlangenröhrenkessel mit mehreren- gleichgerichteten Rohrschlangen, welche in gleichgerichteten Kanälen von den einem Sammelraum entströmenden Heizgasen bespült werden. Bekannte derartige Kessel leiden an dem Übel-Stand, daß den durch den Kessel geführten Heizgasen auf ihrem Wege vom Verbren-, nungsraum zum Schornstein ihr Wärmeinhalt

ίο nicht gleichmäßig von den einzelnen Rohrschlangen entzogen wird. Infolgedessen ist bei diesen bekannten Schlangenröhrenkesseln nicht mit Sicherheit vermieden,- daß die Rohrschlangen sich in einzelnen Teilen ungleichmäßig erwärmen, wodurch außer der entstehenden Bruchgefahr auch eine mangelhafte Ausnutzung der Heizfläche verursacht wird. - Die beste wärmewirtschaftliche Ausnutzung der Heizgase ist nur dann gegeben, wenn in allen Rohrschlangen bei jeder Belastung Dampf von gleicher Temperatur bzw. gleichem Sättigungsgrad erzeugt wird. Dann ist auch die Gefahr eines Bruches der Rohrschlangen infolge ungleichmäßiger Erwärmung auf ein Geringstes beschränkt.

Die oben erwähnten Nachteile —■ schlechte Wärmeausnutzung und Bruchgefahr der Rohrschlangen —■ können also nicht auftreten, wenn folgende Bedingungen gleichzeitig er-.

füllt sind, nämlich, daß

erstens, wie bekannt, die einem Sammelraum entströmenden Heizgase in gleichgerichteten Kanälen die gleichgerichteten Rohrschlangen bespülen;

zweitens, wie ebenfalls bekannt, die Temperatur der Heizgase bei Eintritt in die Heizkanäle überall die. gleiche ist;

drittens, gemäß der Erfindung, die wirksamen Heizflächen der einzelnen Rohrschlangen im Verhältnis zu dem verfügbaren Wärmegehalt der vorbeistreichen den Heizgase stehen;

viertens, gemäß der Erfindung, auch die auf die einzelnen Rohrschlangen entfallenden Speise wassermengen im Verhältnis zu dem verfügbaren Wärmegehalt der vorbeistreichenden Heizgase stehen.

Fig. ι stellt eine Ausführungsform des neuen Kessels im wagerechten Schnitt dar. Mit α ist der Raum bezeichnet, in welchem die Verbrennung des hier als flüssig angenommenen Brennstoffes unter gleichzeitiger Mischung mit Luft, die durch einen den Kessel umgebenden Mantel in vorgewärmtem Zustand zugeführt wird, erfolgt. Aus dem hinteren Teil des Verbrennungsraumes strömen die Heizgase, die, weil noch keinerlei Abkühlung stattgefunden hat, von völlig gleichmäßiger Temperatur sind, durch die von den gleichgerichteten Rohrschlangen b begrenzten, ebenfalls gleichgerichteten Heizkanäle c ab. Nachdem sie von ihrem Wärmegehalt an die wasserdurchströmten Rohrschlangen abgegeben haben, sammeln sie sich in dem Ringraum d und strömen aus diesem durch das Rohr e zum Schornstein. Das Kesselspeisewasser wird durch das Rohr f einem Verteiler g zugeführt, der ebensoviel Rohranschlüsse besitzt, wie Rohrschlangen b vorhanden sind. Durch diese Anschlüsse strömt das Speisewasser in Mengen,, die durch

(in Fig. ι nicht gezeichnete) am Verteiler an-: gebrachte Ventile eingestellt werden können, in die einzelnen Rohrschlangen, in denen es erhitzt wird und. verdampft; Der erzeugte Dampf wird durch die Rohrstutzen h, von denen jedes Rohr einen besitzt, dem Dampfsammler i zugeführt und von hier aus durch das Rohr k an die Verwendungsstelle geleitet. Nach Fig. ι sind die Heizflächen der gleichgerichteten Rohrschlangen b gleich groß angenommen, mit Ausnahme der beiden äußersten Rohrschlangen, auf die weiter unten noch näher eingegangen ist. Für die anderen Rohrschlangen müssen also die lichten Querschnitte der Heizkanäle r in Übereinstimmung mit der oben an dritter Stelle angeführten Forderung gleich groß ausgeführt sein, und, entsprechend der an vierter Stelle angegebenen Forderung, müssen die Ventile des Speisewasserverteilers g so eingestellt sein, daß jede Rohrschlange die gleiche Speisewassermenge erhält. Diese Einstellung kann entweder von Hand oder selbsttätig erfolgen.. Wären dagegen die Rohrschlangen, etwa zwecks Ausnutzung eines vorhandenen Raumes, mit verschieden großen, z. B. gegen das Kesselende hin wachsenden Durchmessern 'ausgeführt, so müßten auch die Querschnitte der ' Heizkanäle c gegen das Kesselende zunehmen und die Speisewassermengen im Verhältnis der wachsenden Heiz-

.; flächen größer eingestellt sein. Da, wie schon oben bemerkt, die beiden äußersten Rohrschlangen nur einseitig bespült sind und infolgedessen ihre wirksame Heizfläche nur halb so groß als'die der anderen ist, so muß, gemäß¹ der oben an vierter Stelle angegebenen Forderung, ihre Speisewassermenge so weit herabgesetzt sein, daß auch in ihnen stets die gleiche Verdampfung wie in den anderen Rohrschlan- ^ gen erfolgt. Es ist zweckmäßig, mit der . hinteren Rohrschlange möglichst den ganzen hinteren Boden zu überdecken, .um dessen Durchbrennen zu verhüten.

In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des neuen Kessels im wagefechten Schnitt dargestellt. Während bei der Ausführung nach Fig. 1 nur eine Gruppe gleichgerich-' teter Rohrschlangen vorhanden ist, sind bei der Ausführung nach Fig. 2 zwei hintereinander geschaltete Gruppen vorgesehen. Hier strömen die Heizgase aus dem Verbrennungsraum α durch die von den Rohrschlangen b der ersten Gruppe gebildeten Heizkanäle c in der Richtung von innen nach außen' in den Ringraum d, aus diesem durch Kanäle I der zweiten

:" -Gruppe von Rohrschlangen in der Richtung von außen nach innen in den Sammelraum m und aus diesem durch das Rohr e zum Schornstein. Das Speisewasser wird bei der Ausführung nach Fig. 2 durch das Rohr / einem . ersten Verteilerg¹ zugeführt und verteilt sich aus diesem zunächst· in die Rohrschlangen η der 'zweiten Gruppe, durchströmt diese und wird darauf einem Sammelkasten 0 zugeleitet, aus dem es weiter durch das Rohr p und einen zweiten Verteiler q in die erste Gruppe von Rohrschlangen b gelangt, um schließlich als , Dampf in dem Sammler r vereinigt zu werden, von welchem der Dampf durch das Rohr k der Maschine zugeführt wird. Außer 70 dem Umstand, daß bei der Ausführung nach Fig. 2 die Rohrschlangen in. zwei Gruppen unterteilt sind,-zeichnet sich diese Ausführung noch dadurch aus, - daß die den heißesten Feuergasen ausgesetzten Rohrreihen im Gleichstrom zu den Gasen, die anderen Rohr- ' reihen im Gegenstrom durchflossen werden. Da einerseits zwecks höchster Betriebssicherheit Gleichstrom, andererseits zwecks besten Wärmeaustausches Gegenstrom als erf orderlieh bezeichnet wird, so stellt die Ausführung nach Fig. 2 die Vereinigung dieser beiden Forderungen dar und gewährleistet hierdurch bei vorzüglichem. Wärmeaustausch eine große Betriebssicherheit. Außerdem ist durch den zweiten Sammelraum ti die Möglichkeit einer Vollendung der Verbrennung gegeben, falls diese; sich im Räume α nicht ganz'vollzogen hat.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 münden die Röhren der ersten Gruppe in ein gemeinschaftliches Sam'melrohr p. Die Anordnung : kann aber auch so gewählt sein, daß, je eine Rohrschlange der ersten Gruppe mit einer-bestimmten Rohrschlange der zweiten Gruppe hiiitereinändergeschaltet ist.

Fig. 3 zeigt im wagerechten Schnitt; eine .. r solche Ausführungsform, bei welcher an Stelle des Sammelrohres/» ein Bündel ν von neun Einzelrohren entsprechend den neun Rohrschlangen einer Gruppe angeordnet ist, wobei je eine Rohrschlange der hinteren Gruppe nur p: mit der entsprechend gelagerten Röhr schlange der vorderen Gruppe hintereinandergeschaltet ist. . ■■"■.■':.■ ,Τ

Für die vorliegende Erfindung ist es. von wesentlicher Bedeutung, daß die Temperatur der Feuergase' vor Eintritt in die von den Rohrschlangen gebildeten Heizkanäle eine gleichmäßige ist. Es muß daher . der Verbrennungsvorgang bereits vor Eintritt der Feuergase in die Heizkanäle beendet sein. \; Um dies zu erreichen, ist ein besonderer Feuerkanal t vorgesehen, in welchem die Verbrennung stattfindet. Letztere wird beschleunigt, wenn der Feüerkanal t von stark unebenen Wandungen begrenzt wird, etwa von ^ der in Fig. 1 und 2 gezeichneten Wellenform, so daß eine gute Mischbewegurig der Feuergase und dadurch eine rasche Verbrennung erzwungen wird. Ferner ist zu einer schnellen Verbrennung eine möglichst hohe' Wan- ?.''

dungstemperatur unbedingt erforderlich; der Feuerkanal soll also nicht von wassergekühlten Flächen begrenzt sein. Am zweckmäßigsten verwendet man mit feuerfester Masse gefütterte Wandungen, die außen von der vorbeistreichenden Verbrennungsluft gekühlt werden. Mit der auf diese Weise sehr hoch vorgewärmten Luft wird eine besonders wirksame Beschleunigung des Verbrennungsvorganges erzielt.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Schlangenröhrenkessel mit mehreren gleichgerichteten Rohrschlangen, welche in gleichgerichteten Kanälen von den einem Sammelraum entströmenden Heizgasen bespült werden, deren Temperatur vor Eintritt in die Kanäle überall nahezu die gleiche ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Heizflächen der einzelnen Rohrschlangen als auch ihre Speisewassermengen im Verhältnis zu dem verfügbaren AVärmegehalt der vorbeistreichenden Heizgase stehen.
2. 2. Schlangenröhrenkessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere schneckenförmig gewundene Rohrschlangen (b) derart nebeneinander gestellt sind, daß zwischen ihnen die Heizgase von außen nach innen oder umgekehrt strömen.
3. 3. Schlangenröhrenkessel nach Anspruch ι und 2 mit zwei hintereinander geschalteten Gruppen von Rohrschlangen, dadurch gekennzeichnet, daß die von den heißesten Feuergasen bespülte Gruppe im Gleichstrom, die andere Gruppe im Gegenstrom zu den Gasen vom Wasser durchflossen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.