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Dampferzeuger mit Heizgaswärmespeicher. Den Gegenstand der Erfindung
bildet ein Dampferzeuger mit Heizgaswärmespeicher. Zum feuerlosen Betriebe von Dampfkraftanlagen
sind bis jetzt Heißwasserspeicher, Laugenspeicher und Wärmespeicher, die im Abzug
der Heizgase bei gelöschten Feuern eingebaut sind, in Anwendung. Im Gegensatz dazu
bezieht sich die Erfindung auf einen Heizgaswärmespeicher, der in den Heizraum des
Dampferzeugers aus festen Baustoffen eingebaut ist, und dessen aufgespeicherte Wärme
durch ein Saug- oder Druckgebläse im geschlossenen Kreislauf an die Heizfläche des
Dampferzeugers abgegeben wird. Das gleiche Gebläse kann auch beim Betriebe mit Feuerung
verwendet werden. Der Heizgaswärmespeicher kann auch in mehrere Teile mit getrennten
Vetbrennungsräumen zerlegt werden, und- es kann ihm auch eine unmittelbare Feuerung
nachgeschaltet werden, so daß der Wärmespeicher nicht von Heizgasen durchströmt
wird.
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Die verwendeten festen Körper des Wärmespeichers sollen hohes spezifisches
Gewicht, hohe spezifische Wärme urd hochliegenden Schmelzpunkt haben und müssen
billig beschafft und leicht ersetzt werden können.
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Solche Körper sind bei der Erwärmung durch die Verbrennungsgase in
der Lage, bei kleinstem Rauminhalt und niedrigstem Gewicht große Wärmemengen aufzunehmen
und sie an den Dampferzeuger abzugeben.
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In den Abb. x und 2 ist ein einfaches 1'_eispiel des feuerlosen Betriebes
dargestellt. Es sei A der Dampferzeuger, B der Wärmespeicher aus festen
Körpern, durchzogen mit Längskanälen, C die Verbrennungskammer, in, der während
der Ladung Brennstoff verbrannt wird.
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Bei feuerlosem Betrieb wird der Schornstein abgesperrt und die Feuerung
in der Verbrennungskammer C abgestellt, so daß die gesamte Wärme des Wärmespeichers
B an das Kesselwasser abgegeben werden kann. Für die weitgehende Übertragung der
Wärme der den Wärmespeicher verlassenden heißen Gase werden diese über in dem Dampferzeuger
beliebig angeordnete Heizflächen geleitet.
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Die Abb. 3 zeigt einen Schiffskessel A mit einem aus verschiedenen
festen Körpern zusammengebauten Wärmespeicher B, der Verbrennungskammer C und der
Heizfläche D, gebildet aus einer Umkehrkammer und einer Anzahl Heizröhren. Die Verbrennungsgase
geben nach Verlassen des Wärmespeichers B den größten Teil ihrer Wärme in der Umkehrkammer
und den Heizröhren D an das Kesselwasser ab, bevor sie in den Schornstein entweichen.
Abb. ,4 zeigt mit denselben Bezeichnungen einen Wasserrohrkessel.
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Um das Aufladen der Wärmespeicher möglichst gleichmäßig und, wenn
nötig, möglichst rasch zu bewerkstelligen, können diese in der Durchströmrichtung
der Verbrennungsgase unterteilt werden.
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Jede Abteilung besteht dann aus Speicherteilen mit vorgeschaltetem
Verbrennungsraum mit eigener Feuerung. In der Abb. 5 sind
im Dampferzeuger
AZ Wärmespeicher. B mit den vorgeschalteten Verbrennungskammern C und E eingebaut,
die durch voneinander unabhängige Feuerungen H und J beheizt werden. Bei vorstehend
beschriebenen Dampferzeugern mit in die Heizräume eingebauten Wärmespeichern kann
auch für die nachgeschaltete Heizfläche eine eigene Befeuerung eingebaut werden,
um bei Betrieb mit Verbrennung unabhängig von der Aufladung der Speicher beliebig
große Dampfmengen erzeugen zu können, nur abhängig von der Größe der nachgeschalteten
Heizfläche und der Menge des verbrannten Heizstoffes.
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In Abb. 5 durchströmen die den Speicher B verlassenden Verbrennungsgase
den Verbrennungsraum 0 und gelangen durch die Heizfläche D in die Rauchkammer, beheizen
noch den Vorwärmer D und entweichen dann durch den Schornstein ins Freie. In die
Verbrennungskammer 0 ist eine eigene (nachgeschaltete) Feuerung K eingebaut. Es
lassen sich dann die Feuerungen H, J und K gemeinsam, paarweise oder einzeln
betreiben. Bei Tauchbooten werden die beiden Klappen M und L bei Oberwasserfahrt
geöffnet, während Klappe N geschlossen ist.
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Durch das Gebläse G wird durch M Luft angesaugt und als Verbrennungsluft
zugeführt. Die Verbrennungsgase durchstreichen die Wärmespeicher B, die Heizfläche
D und entweichen in den Schornstein. Selbstredend kann diese nachgeschaltete
Befeuerung K bei jeder beliebigen Zahl der Wärmespeicher angewandt werden. Für den
Betrieb und die Wirtschaftlichkeit der Dampfkraftmaschine ist es von wesentlichem
Vorteil, wenn die Dampfspannung sowohl während der Aufladung als auch der Entladung
des Wärmespeichers trotz wechselnder Dampfentnahme möglichst gleichbleibt. Bei der
Aufladung läßt sich dieses durch die Regelung der Heizstoffzufuhr unter Heranziehung
der nachgeschalteten Feuerung erreichen. Zur Regelung des Dampfdruckes bei der Entladung
des Speichers wird das eingebaute Saug- oder Druckgebläse G mit veränderlicher Umlaufzahl
derart betrieben, daß die gleiche Gasmenge mit veränderlicher, der Umlaufzahl des
Gebläses entsprechender Geschwindigkeit im Kreislauf bewegt wird, und zwar behufs
Wärmeaufnahme durch den heißen Wärmespeicher und zwecks Wärmeabgabe an das Kesselwasser
durch die vorgesehenen Heizflächen. Durch einfache Regelung der Umlaufzahl des Gebläses
oder des Widerstandes der bewegten Gasmasse kann gleicher Dampfdruck im Dampferzeuger
bei veränderlicher Dampfentnahme gehalten und günstigster Dampfverbrauch bei einfachstem
Betriebe der Dampfkraftmaschine erreicht werden.
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In Abb. 5 werden bei Unterwasserfahrt eines Tauchbootes die Schornsteinklappe
L und die Luftzufuhr M geschlossen, die Klappe N in einer Verbindungsleitung aber
geöffnet, so daß durch das Gebläse G immer die gleiche, eingeschlossene Gasmenge
in die Verbrennungskammer C und E gedrückt wird, während 0 von der Leitung abgeschlossen
bleibt. Diese Gasmenge durchströmt mit von der Umlaufzahl des Gebläses G und den
Leitungswiderständen abhängiger Geschwindigkeit die heißen Wärmespeicher B und nimmt
Wärme auf, um sie beim Durchströmen der Heizflächen B an das Kesselwasser behufs
Dampfbildung abzugeben.
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In den Abb. 6 und 7 ist ein aus Walzprofil hergestellter Eisenspeicher
dargestellt. Die Eisen von gleichen Abmessungen greifen ineinander und verankern
sich gegenseitig. Je vier Blöcke bilden einen Längskanal Q, durch den die heißen
Gase bei der Ladung und der Entladung hindurchgetrieben werden. Jeder Block wird
auf allen Seiten gleichmäßig bestrichen und kann rasch erwärmt und wieder abgekühlt
werden. In Abb. 3 ist nur der Anfang und das Ende aus Eisen gedacht, während die
Mitte mit Hochofenschlacke beschickt ist. Es lassen sich selbstredend noch viele
andere Ausführungsformen für diese Wärmespeicher angeben.