DE356415C

DE356415C - OElbefeuerter Wasserroehrenkessel

Info

Publication number: DE356415C
Application number: DEW52510D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1919-04-27
Filing date: 1919-04-27
Publication date: 1922-07-24

Description

Ölbefeuerter Wasserröhrenkessel. Die Erfindung betrifft einen ölbefeuerten Wasserröhrenkessel mit zylindrischem Ober-und Unterkessel und einem oder zwei Röhrenbündeln, und bezweckt, bei solchen Kesseln, besonders für leichte Dampfanlagen, z. B. für dampfbetriebene Luftfahrzeuge, einerseits eine Ersparnis an Mauerwerk für die innere Bekleidung der Verbrennungskammer, anderseits eine Vermehrung der Strahlungsfläche, sowie gleichmäßigere Beheizung besonders der dem Feuer zunächst liegenden Wasserröhren. Es soll dies dadurch erreicht werden, daß im Gegensatz zu der üblichen Ausführung, bei welcher die dem Feuer zugekehrte Seite des Röhrenbündels entweder eine ebene oder einfach gekrümmte Fläche aufweist, diese Seite des Röhrenbündels oder der Röhrenbündel vom Feuer ab muldenförmig ausgebogen ist.
Da bei Ölfeuerung die Wärmequelle infolge der verhältnismäßig nahe beieinander sitzenden Oldüsen oder bei Anordnung nur einer einzigen Düse, wie es z. B. vorwiegend bei Luftfahrzeugkesseln der Fall sein wird, immer mehr oder weniger von einem Punkt oder einem räumlich beschränkten Bereich ausgeht, so werden bei einem gewöhnlichen Wasserröhrenkessel die innersten Röhren infolge ihrer sehr verschiedenen Entfernung von dem heißesten Feuerbereich ganz verschieden stark bestrahlt. Da der Strahlungsbetrag für die innersten Röhren den größten Anteil am Wärmeübergang darstellt, so sind die innersten Röhren ganz verschieden an der Dampfentwicklung beteiligt. Die Erfahrungen an z. B. Torpedobootskesseln beweisen diese Annahme, indem die äußere Farbe, innere Anfressungen, gegebenenfalls auch Durchbiegung oder Ausbeulung der einzelnen Röhren auf stark verschiedene äußere Temperaturen in Nähe der Röhren bzw. eine verschiedene Wärmeaufnahme hinweisen. Das Vollkommenste würde in dieser Hinsicht durch die Gestaltung eines Kugelkessels geschaffen werden, wobei die innersten Röhren eine Kugelfläche mit der Wärmequelle in der Mitte bilden würden.
Die Erfindung stellt eine Annäherung an diese schwierig auszuführende Form dar, wobei für Ober- und Unterkessel die übliche zylindrische Form beibehalten ist. Auf diese Weise sind diese Teile einfacher und mit genau vorgeschriebener Mindestwandstärke sicherer herzustellen, was für Luftfahrzeugkessel, wo es auf höchste Gewichtsersparnis ankommt, besonders wichtig ist.
Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungen des neuen Wasserröhrenkessels dargestellt.
Abb. i und a zeigen im Mittellängs- und Querschnitt ein Ausführungsbeispiel für den Kessel eines dampfbetriebenen Luftfahrzeuges, wobei mit a der Flugzeugrumpf, mit b das Röhrenbündel des Dampferzeugers mit dem Oberkessel c, dem Unterkessel d und der Verbrennungskammer e bezeichnet sind. Mit dem Ölstrahl g der Öldüse f mischt sich die vom Fahrtwind oder gegebenenfalls von einem Gebläse 1a gelieferte Verbrennungsluft in der Luftdüse i. Nach Durchstreichen des Röhrenbündels b können die Verbrennungsgase gegebenenfalls ihre Wärme noch an einen Überhitzer k und einen Speisewasser- oder L uftvorwäriner L abgeben, um dann bei in nach außen zu treten. Der erzeugte, gegebenenfalls überhitzte Dampf strömt bei ia zur Kraftmaschine. -Abb. a zeigt den Querschnitt des Röhrenbündels an der Stelle der stärksten Einbeulung A-B, wobei z. B. die äußersten Röhren oY zum größten Teil gerade verlaufen können, während die übrigen Röhren eine stetig zunehmende Krümmung aufweisen; die mittelsten Röhren o. sind am meisten gekrümmt. Auf diese Weise wird der Abstand der einzelnen Röhren von der Wärmequelle annähernd gleich groß, und die Verbrennungskammer kann eine kürzere Abmessung p in der Achsenrichtung erhalten, so daß eine Ersparnis an Mauerwerk q für die Verbrennungskammer e eintritt. Da deren Wände sehr flach zueinander stehen, also vom Olstrahl fast nicht mehr bestrichen werden, kann dann gegebenenfalls das Mauerwerk q überhaupt fortfallen bzw. durch eine Asbestauskleidung ersetzt werden. Für einen Luftfahrzeugkessel sind diese :Maßnahmen von erheblicher Bedeutung. Wichtig ist ferner der Vorteil, daß durch diese Veränderung des Röhrenbündels die nach o1 zu liegenden äußeren Röhren unter günstigerem Auffallwinkel bestrahlt werden, also eine größere Wärmeaufnahme erfahren, während die mittleren Röhren von der Wärmequelle etwas abgerückt, also vor Durchbrennen besser geschützt sind. Die muldenförmige Vertiefung des Röhrenbündels ergibt ferner bei sonstigen gleichen Kesselabmessungen eine Vergrößerung der bestrahlten Heizfläche, außerdem wird durch diese Vertiefung die Flamme besser zusammengehalten. Es findet daher bei der Neuerung eine nicht unwesentlich bessere Wärmeübertragung statt, so daß für eine gewisse Dampfleistung die Heizfläche etwas verkleinert werden kann.
Anstatt die Einbeulung des Röhrenbündels von außen nach der Mitte zu stetig vorzunehmen, kann sie, wie in Abb. 3 angedeutet, auch treppenförmig geschehen, indem immer eine ganze Gruppe von Röhren die gleiche Krümmung besitzt. Durch diese Maßnahme wird die Herstellung etwas vereinfacht. Die Treppen können auf der rückwärtigen Seite des Röhrenbündels gegebenenfalls etwas anderen Verlauf haben als auf der Feuerseite, da im allgemeinen das Röhrenbündel doch aus verschieden weiten Röhren zusammengesetzt ist.
Abb. q. und 5 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem der zylindrische Ober-und Unterkessel y bzw. s nicht quer zur Fahrt bzw. mit dem Röhrenbündel gleich gerichtet sind, wie in Abb. i, sondern senkrecht dazu liegen. Für gewisse Fälle, z. B. für den Einbau in einen kreisrunden Fahrkörper t, kann diese Anordnung Vorteile bieten.
Anstatt wie in Abb.4 und 5 Ober- und Unterkessel beide senkrecht zum Röhrenbündel zu legen, kann auch nur einer von ihnen, z. B. der Oberkess-el, senkrecht zum Röhrenbündel liegen, während der Unterkessel mit ,dem Bündel gleichgerichtet ist.
In Abb. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem zwei Röhrenbündel zs mit einem gemeinsamen Oberkessel v und zwei Unterkesseln w vorhanden sind. Mit x ist ein Überhitzer, mit y ein Speisewasser- oder Luftvorwärmer und mit z der Flammenkegel der Ölbrenner bezeichnet. Die innere Seite der Röhrenbündel u ist auch hier gemäß der Neuerung doppelt gekrümmt, so daß ein paraboloidähnliche@r Feuerungsrattm mit wesentlich günstigeren Auftreff-,vinkeln der Strahlung auf die innersten Röhren als bei der üblichen Ausführung mit zum Ober- und Unterkessel gleichgestellten Röhrenbündeln entsteht. Auch hier kann gegebenenfalls zur bequemeren Herstellung die Krümmung der einzelnen Röhren in Gruppen, also treppenförmig abgestuft sein.
Anstatt bei letzterer Ausführung zwei getrennte Unterkessel w anzuwenden, können diese Unterkessel, wie in Abb. 6 strichpunktiert angedeutet, zu einem Unterkessel w, zusammengefaßt sein.
Außer bei den gezeichneten Ausführungsbeispielen kann die Neuerung für andere Wasserröhrenkessel, so z. B. für Kessel mit mehreren Oberkesseln, auch für andere Verwendungszwecke in Frage kommen. Auch braucht das Röhrenbündel nicht in ganzer Dicke die doppelte Krümmung aufzuweisen, sondern es können, wie in Abb. 8 im Querschnitt angedeutet, die vom Feuer abliegenden Röhren aus der Fläche doppelter Krümmung allmählich in eine solche einfacher Krümmung, oder in eine völlige Ebene auf der rückwärtigen Seite des Röhrenbündels übergehen.

Claims

PATENT-ANsPRÜcHE: i. Ölbefeuerter Wasserröhrenkessel mit zylindrischem Ober- und Unterkessel und einem oder zwei Röhrenbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Feuer zugekehrte Seite des Röhrenbündels oder der Röhrenbündel vom Feuer ab muldenfirniig ausgebogen ist. a. Ausführungsform' nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmung der muldenförmigen Ausbiegung der Röhrenbündel in der Längsrichtung des Ober- und Unterkessels entweder eine stetig zunehmende, d. h. für die nebeneinander befindlichen, dem Feuer zugekehrten Röhren des Röhrenbündels von Rohr zu Rohr verschieden ist, oder daß die Krümmung, gemäß Abb. 3, in größeren Stufen erfolgt, also aufeinanderfolgende Röhrengruppen verschiedene Krümmung aufweisen. 3. Ausführungsform nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet,. daß bei Vorhandensein nur eines Röhrenbündels dessen muldenförmige Ausbiegung gleich oder angenähert gleich zur Mitte der Kessellänge gelegen ist (Abb. i und 2). 4. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorhandensein zweier Röhrenbündel die Krümmung der muldenförmigen Ausbiegung jedes Röhrenbündels am vorderen Ende des Ober- und Unterkessels am größten und an deren hinterem Ende am kleinsten ist, gegebenenfalls die hinteren Endröhren gerade oder bereits nach dem Feuer zu abgebogen sind, so daß die muldenförmige Ausbiegung der Röhrenbündel ungleich zur Mitte der Kessellänge gelegen ist (Abb.7). 5. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die muldenförmige Ausbiegung des Röhrenbündels ihre größte Tiefe in der Achsenrichtung des zur Mulde senkrecht gestellten Ober-und Unterkessels besitzt (Abb.4 und 5). 6. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Feuer abliegenden Röhrenreihen aus der muldenförmigen Krümmung allmählich in eine einfache Krümmung oder eine ebene Fläche auf der rückwärtigen Seite des Bündels übergehen (Abb. 8).