DE35733A

DE35733A - Articulated boiler

Info

Publication number: DE35733A
Application number: DE1885L3409
Authority: DE
Original assignee: E. LA gosse und J. BOUCHE in Paris
Filing date: 1885-11-16

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Der vorliegende Gliederkessel gehört zu denjenigen Röhrendampfkesseln, bei denen jedes Element sich aus zwei oder mehr Rohren zusammensetzt. Mit demselben sollen die folgenden Vortheile zugleich erreicht werden:The present sectional boiler is one of those tubular steam boilers in which each Element is composed of two or more tubes. With the same shall the following Advantages can be achieved at the same time:

1. Die Circulation des Wassers sowohl wie die des Dampfes geschieht beständig in einer und derselben Richtung. Aufserdem ist die Bewegungsrichtung des Dampf- und Wassergemisches der Durchzugsrichtung der Verbrennungsproducte entgegengesetzt.1. The circulation of water as well as that of steam is always going in one and the same direction. In addition, the Direction of movement of the steam and water mixture, the direction of flow of the combustion products opposite.

2. Der Dampf hat beim Austritt aus den Röhren einen sehr kurzen Weg zurückzulegen, um in den Dampfsammler zu gelangen; dieser Uebertritt ist nahezu senkrecht und die Leitung hat weder Verengungen, noch scharfe Biegungen, so dafs das Emporsteigen des Dampfes möglichst erleichtert ist.2. When the steam emerges from the tubes, it has to travel a very short distance, to get into the steam collector; this crossing is almost vertical and the line has neither constrictions nor sharp bends, so that the steam rises is as relieved as possible.

3. Die Verdampfungsflächen sind sehr grofs und daher die Dampfentwickelung eine sehr beträchtliche.3. The evaporation surfaces are very large, and therefore the development of vapor is very large considerable.

4. Obgleich ein Röhrenkörper aus doppelten oder mehrfachen Rohren zusammengesetzt ist und der Anschlufs der letzteren an die Sammel- und Verbindungskasten keine Verengungen erfährt, so ist doch die Lagerung der Röhren in Rautenstellung und in solcher Nähe zu einander möglich, dafs die dazwischen hindurchstreichenden Heizgase die Röhren auf das wirksamste umspülen.4. Although a tubular body is composed of double or multiple tubes and the connection of the latter to the collecting and junction boxes have no restrictions learns, the tubes are positioned in a diamond position and so close to one another possible that the heating gases passing through between them wash around the tubes in the most effective way.

5. Endlich werden die Verbrennungsproducte vor ihrem Abzug nach dem Schornstein noch durch mehrere besondere Heizapparate ausgenutzt, theils zum Vorwärmen des Speisewassers, theils zur Ueberhitzung und Trocknung des Dampfes.5. Finally, the products of combustion are still before they are drawn off into the chimney used by several special heating devices, partly for preheating the feed water, partly for overheating and drying the steam.

Die Einrichtung, dafs der Dampf und das Wasser sich beständig in derselben Richtung, entgegen derjenigen der Verbrennungsproducte, bewegen, ist an sich bekannt, doch findet sich dieselbe nicht mit allen übrigen Bedingungen vereint bei einem Röhrenkessel.The arrangement that the steam and the water constantly move in the same direction, contrary to that of the products of combustion, move is known per se, but is found it is not combined with all other conditions in a tubular boiler.

In der Zeichnung ist Fig. 1 eine Frontansicht, Fig. 2 ein Längsschnitt, Fig. 3 eine Hinteransicht des Kessels, Fig. 4 ein Schnitt nach der Linie A-B-C-D; Fig. 5 zeigt die Anordnung des Röhrensystems in'Frontansicht; die Verbindungskasten sind . theilweise angegeben, theilweise fortgelassen und theilweise sind die Anschlufskasten im Querschnitt dargestellt. Fig. 6 ist ein Querschnitt nach E-F durch einen Anschlufskasten, Fig. 7 ein Horizontalschnitt durch den Vorwärmer nach der Linie G-H, Fig. 8 eine Frontansicht des Rohrsystems des Vorwärmers, theils mit, theils ohne Verbindungskasten.In the drawing, Fig. 1 is a front view, Fig. 2 is a longitudinal section, Fig. 3 is a rear view of the boiler, Fig. 4 is a section along the line ABCD; 5 shows the arrangement of the tube system in a front view; the junction boxes are. partly indicated, partly omitted and partly the connection boxes are shown in cross-section. 6 is a cross section according to EF through a connection box, FIG. 7 is a horizontal section through the preheater along the line GH, FIG. 8 is a front view of the pipe system of the preheater, partly with and partly without a connection box.

Der Kessel besteht im wesentlichen aus folgenden Theilen:The boiler essentially consists of the following parts:

Ein cylindrischer Kessel / für Wasser und Dampf ist horizontal gelagert und von den Verbrennungsproducten abgeschlossen, so dafs er bei vorkommender Reparatur abgenommen werden kann, ohne die gemauerte Feuerungs-' anlage zu verletzen.A cylindrical boiler / for water and steam is stored horizontally and from the Combustion products complete, so that it can be removed when repairs occur without damaging the masonry furnace system.

An der Vorderseite des Kessels, quer zu demselben, sind zwei oder mehrere Dampfsammlef JJ¹ horizontal angeordnet, der obere derselben bildet mit dem Kessel I ein Stück. Diese beiden Dampfsammler stehen unter einander durch zwei grofse, senkrechte, leicht abnehmbare Rohre KK von weitem Querschnitt in Verbindung. Der Dampfkessel ist, wieAt the front of the boiler, transversely to it, two or more steam collectors JJ ¹ are arranged horizontally, the upper one of which forms one piece with boiler I. These two steam collectors are connected to one another by two large, vertical, easily removable pipes KK with a wide cross-section. The boiler is how

später erläutert wird, in so viel Röhrenbündel getheilt, als Dampfsammler vorhanden sind. Diese Theilung hat den Zweck, die Verdampfungsfläche zu vergröfsern und bei gegebener Heizfläche die Abscheidung des Dampfes aus dem Circulationsgemisch zu erleichtern.will be explained later, divided into as many bundles of tubes as there are steam collectors. The purpose of this division is to enlarge the area of evaporation and, given a given Heating surface to facilitate the separation of the steam from the circulation mixture.

An der Rückseite des Kessels / sind quer zu demselben eine den Dampfsammlern entsprechende Zahl (hier zwei) Speisewassersammler LL¹ angeordnet, welche mit der tiefsten Stelle hinten im Kessel / durch grofse, leicht abnehmbare Rohre MM in Verbindung stehen.A steam collectors corresponding number on the back of the boiler is / are arranged transversely to the same (here, two) feedwater collector LL ^1, which are associated with the lowest point of the back of the boiler / grofse by easily detachable tubes MM in combination.

Das Röhrensystem besteht aus einer der beabsichtigten Leistung des Kessels angemessenen Zahl von aus zwei oder mehr Röhren NN¹ gebildeten Elementen, die über einander, jedoch in versetzter Lage angeordnet sind, so dafs das Ganze eine rautenförmige Zusammenstellung bildet. Die Röhren jedes Elementes sind an beiden Enden durch einen Kasten O, in den sie einmünden, verbunden. Die Kasten sind aus Eisen- oder Stahlgufs oder sonst geeignetem Material und haben eine solche Form, dafs die Vorder- und Rückseite des Kessels trotz der sehr schrägen Lage der Rohre genau senkrechte Flächen bilden.The tube system consists of a number of elements made up of two or more tubes NN ¹ , which are appropriate for the intended performance of the boiler, which are arranged one above the other but in a staggered position so that the whole forms a diamond-shaped arrangement. The tubes of each element are connected at both ends by a box O into which they open. The boxes are made of iron or steel cast or any other suitable material and have such a shape that the front and back of the kettle form exactly vertical surfaces, in spite of the very inclined position of the pipes.

Die Röhren NN¹ sind an ihren Enden, mit denen sie in die Kasten O eingesetzt sind, aufsen ein wenig konisch geformt, Fig. 4, und die Bohrungen des Kastens O entsprechen dieser Verjüngung. Die Röhren werden mit Gewalt hineingedruckt und an ihrem inneren Rande P umgebördelt, so dafs eine vollkommen dichte Verbindung hergestellt ist. Die Kasten O, welche je ein Element von zwei oder mehr Röhren vereinigen, sind unter sich wiederum durch Kasten Q. verbunden, Fig. 4, und zwar durch die kurzen Rohre R, deren Querschnitt nicht kleiner sein soll als derjenige der Rohre N N\ The tubes NN ¹ are at their ends with which they are inserted into the box O , shaped a little conically on the outside, Fig. 4, and the bores of the box O correspond to this taper. The tubes are forcibly pressed in and flanged at their inner edge P so that a perfectly tight connection is made. The boxes O, which each combine an element of two or more tubes, are in turn connected to one another by box Q., Fig. 4, by the short tubes R, the cross-section of which should not be smaller than that of the tubes NN \

Die Verbindungskasten Q. werden mittelst Schraubenbolzen, die in die Vorderseite der Kasten O eingelassen sind, und Bügeln, die sich gegen die Kasten Q. fest anstemmen, befestigt, Fig. 4 und 5. Auf diese Weise wird vermieden, dafs die Durchgangsöffnungen für Wasser und Dampf eine Verengung erleiden, die der Circulation stets hinderlich im Wege steht. Eine solche Verbindung ist in den Röhrenkesseln mit Einzelröhren nicht anwendbar, auch nicht in den meisten anderen Röhrenkesselsystemen, wenigstens nicht, ohne dabei die Röhren in einen so grofsen Abstand bringen zu müssen, dafs die Wärme nur mangelhaft ausgenutzt werden würde.The connection boxes Q. are fastened by means of screw bolts which are let into the front of the box O , and brackets which press firmly against the box Q., Figs and steam suffer a constriction which is always a hindrance to circulation. Such a connection cannot be used in tubular boilers with individual tubes, nor in most other tubular boiler systems, at least not without having to move the tubes so far apart that the heat would only be insufficiently utilized.

Die Vermeidung jeder Würgung in der Circulation ist ein wesentlicher Vortheil der vorliegenden Einrichtung. Es wird zwar nicht die Art der Befestigung der Circulationsrohre in den Kasten O und die Verbindungsweise der letzteren mit den Kasten Q. an sich beansprucht; aber in der Gesammteinrichtung wird damit erreicht, dafs die Anschlufskasten O den Uebergang des Dampfes aus den schrägen Röhren vermitteln, ohne einen schädlichen Widerstand zu bieten, wie bei plötzlichem Richtungswechsel, und wie es bei den horizontalen Anschlufskasten der Fall ist.The avoidance of any choking in the circulation is an essential advantage of the present arrangement. It is true that the type of fastening of the circulation pipes in the box O and the way in which the latter are connected to the box Q. is not claimed per se; but in the overall arrangement it is achieved that the connection boxes O mediate the passage of the steam from the inclined tubes without offering harmful resistance, as is the case with a sudden change of direction, and as is the case with the horizontal connection boxes.

Wie bereits erwähnt, können in einem und demselben Kessel zwei oder mehrere Dampfsammler JJ¹ angeordnet sein, denen ebenso viele Speisewasserrohre LL¹ entsprechen. Der Röhrenkörper wird dadurch in Gruppen von Röhrenbündeln getheilt, die durch Zwischenwände aus feuerfesten Steinen getrennt sind. Diese Einrichtung hat den Zweck, einen gröfseren Querschnitt für die Dampfdurchströmung zu erhalten, wie nachstehend erläutert.As already mentioned, two or more steam collectors JJ ^{1 can be} arranged in one and the same boiler, to which the same number of feedwater pipes LL ¹ correspond. The tube body is thereby divided into groups of tube bundles which are separated by partitions made of refractory bricks. The purpose of this device is to obtain a larger cross section for the steam to flow through, as explained below.

In der Zeichnung ist der Kessel in zwei solche Röhrengruppen getheilt; da dieselben gleichartig sind, so genügt es, eine derselben* zu beschreiben, z. B. die untere Gruppe. Dieselbe erhält, wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, unten auf der Rückseite ihren Wasserzuflufs durch das Rohr L. Der aus den Röhren austretende Dampf gelangt direct, durch die Kasten O und Q. hindurchgehend, in den unteren Dampfsammler J, und zwar durch so viel Oeffnungen, als Röhren JViV¹ in horizontaler Reihe neben einander liegen. Da diese Oeffnungen, wie oben erwähnt, mindestens gleichen Querschnitt mit den Röhren N N¹ haben, um jede Würgung zu vermeiden, so beträgt die Dampfdurchströmungsöffnung des Dampfsammlers J im Durchschnitt mindestens ein Viertel des Gesammtquerschnitts der vier in horizontaler Reihe liegenden Rohrsysteme der unteren Gruppe. Der Querschnitt der Verbindungsrohre K K zwischen den beiden Dampfsammlern JJ¹ ist ebenfalls gleich dem Querschnitt aller in einer horizontalen Reihe liegenden Röhren.In the drawing the kettle is divided into two such groups of tubes; since they are of the same kind, it suffices to describe one of them *, e.g. B. the lower group. As can be seen from FIGS. 1 and 2, the same receives its water supply through the pipe L. The steam emerging from the pipes passes directly through the boxes O and Q. into the lower steam collector J, namely through as many openings as JViV ¹ tubes lie next to each other in a horizontal row. Since these openings, as mentioned above, have at least the same cross-section as the tubes NN ^{1 in} order to avoid any choking, the steam flow opening of the steam collector J is on average at least a quarter of the total cross-section of the four horizontal pipe systems of the lower group. The cross section of the connecting pipes KK between the two steam collectors JJ ¹ is also the same as the cross section of all pipes lying in a horizontal row.

Die obere Röhrengruppe erhält ihren Wasserzuflufs durch das Rohr L¹ und der entwickelte Dampf tritt in den Dampfsammler J¹. Da diese Gruppe der Hitze weniger ausgesetzt ist als die untere, so wird im Verhältnifs zur Berührungsfläche weniger Dampf entwickelt, so dafs es sich empfiehlt, die Zahl' der neben einander liegenden Röhrensysteme von vier auf sechs zu vermehren; die mittlere Durchströmungsöffnung im Sammler J¹ beträgt demgemäfs ein Sechstel des Gesammtquerschnitts der Röhren.The upper group of tubes receives its water supply through the tube L ¹ and the developed steam enters the steam collector J ¹ . As this group is less exposed to heat than the lower, less steam is developed in relation to the surface of contact, so that it is advisable to increase the number of tube systems lying next to one another from four to six; the mean throughflow opening in collector J ¹ is accordingly one sixth of the total cross section of the tubes.

Im Durchschnitt wird man also für beide Röhrengruppen eine Ausströmungsörfhung erhalten, welche ein Fünftel des Durchschnitts aller Röhren des Kessels beträgt. Dieses Resultat wird nur durch die Theilung in gesonderte Röhrengruppen ermöglicht.On average one will get an outflow for both tube groups, which is a fifth of the average of all the tubes in the kettle. This The result is only possible through the division into separate groups of tubes.

. Der Vorwärmer ist in der Zeichnung auf einer Seite des Dampfkessels angeordnet, er kann aber ebensogut auf der Rückseite oder zu beiden Seiten des Kessels angebracht sein, je nach den Raumverhältnissen. Bei Schiffskesseln kann der Vorwärmer selbst über dem Dampfkessel aufgestellt sein. Dieser Vorwärmer ist ebenso aus Röhrensystemen zusammengesetzt, wie der Röhrenkörper des Kessels, nur stofsen hier die Röhren jedes Systems rechtwinklig mit dem Anschlufskasten zusammen und bilden so ein U-förmiges Rohr. Für den in Fig. ι und 3 dargestellten Kessel wird es genügen, wenn der Vorwärmer nur je ein Rohrsystem in jeder horizontalen Reihe enthält, er kann aber, wie in Fig. 7 und 8, auch mehrere solcher Rohrsysteme in jeder Reihe haben.. The preheater is arranged on one side of the steam boiler in the drawing, he but can just as well be attached to the back or on both sides of the boiler, depending on the space available. In the case of ship boilers, the preheater can itself above the Steam boiler must be set up. This preheater is also composed of pipe systems, like the tubular body of the boiler, only here the tubes of each system meet at right angles with the connection box to form a U-shaped tube. for the boiler shown in Fig. ι and 3, it will suffice if the preheater only ever Contains pipe system in each horizontal row, but it can, as in Figs. 7 and 8, too have several such pipe systems in each row.

Auf der Hinterseite sind je zwei (oder mehrere) Röhren V durch einen Kasten S unter einander verbunden; die den Rohrmündungen gegenüberliegenden Oeffnungen dieser Kasten sind durch einen konischen Deckel U von innen nach aufsen verschlossen, so dafs dieser Deckel um so dichter schliefst, je stärker der innere Druck ist. Auf der Vorderseite gehen die Röhren' jedes Systems einfach durch eine Platte Y hindurch und ein Kasten T verbindet je zwei Rohrsysteme unter einander, indem die vorn konisch abgeschrägten Röhrenenden in entsprechende Bohrungen des Kastens direct eingesetzt sind, der durch Bolzen und Bügel fest aufgezogen wird. Die horizontalen Reihen von Rohrsystemen sind unter einander durch bogenförmige Kasten T¹ verbunden, Fig. 8. Die Bogenform ist vortheilhaft, um die Röhren möglichst nahe an einander legen zu können, wie aus Fig. 1 ersichtlich.At the rear two (or more) tubes V are connected to one another by a box S; the openings of these boxes opposite the pipe mouths are closed by a conical cover U from the inside outwards, so that this cover closes all the more tightly, the stronger the internal pressure. On the front side, the tubes of each system simply go through a plate Y and a box T connects two tube systems with each other by inserting the conically tapered tube ends into corresponding holes in the box, which is tightened by bolts and brackets. The horizontal rows of pipe systems are connected to one another by arched boxes T ¹ , FIG.

Wenn man eine Anzahl Rohrsysteme im oberen Theil des Vorwärmers gegen den Zutritt des Speisewassers abschliefst und sie mit dem oberen Theil· des Dampfkessels I in Verbindung bringt, so erhält man einen Dampfüberhitzer oder Dampftrockner.If a number of pipe systems in the upper part of the preheater are closed off from the entry of the feed water and they are brought into connection with the upper part of the steam boiler I , a steam superheater or steam dryer is obtained.

Der Feuerraum des Kessels bietet keine besonderen Eigenthümlichkeiten; er fällt nach hinten zu ab und hat hinter der Feuerbrücke einen Lufteinlafskanal W, welcher mittelst einer Schieberstange X regulirt wird und eine gute Verbrennung sichert.The furnace of the boiler has no particular peculiarities; it falls backwards and has an air inlet channel W behind the fire bridge, which is regulated by means of a slide rod X and ensures good combustion.

Die ganze Kesselanlage ist von einem Mantel aus Metallblech oder Mauerwerk umgeben, welcher mit Thüren versehen ist, um zu allen Theilen des Kessels den Zutritt zu gestatten.The entire boiler system is surrounded by a jacket made of sheet metal or masonry, which is provided with doors to allow access to all parts of the boiler.

Claims

Patent claim: The overall device of a battery boiler, the tubular body of which is composed of elements of at least two tubes each and which is characterized by the combination of the following devices:

1. a plurality of steam collectors JJ ¹ and an equal number of water tank LL ¹ , connected to each other by pipes KK respectively. MM, the total cross-section of which is equal to that of all tubes NN ¹ in a horizontal row, in order to divide the tube body into several separate tube bundles and thereby facilitate the circulation of the steam and water mixture, as well as to enlarge the cross-section of the steam outlet opening;

2. Boxes O and Q. with openings which are either the same size or larger than the cross-section of the tubes NN ¹ , whereby, with the aid of the inclined position of boxes O, any choking during passage and any damming that is detrimental to circulation is avoided By arranging the tubes in a diamond-shaped offset position, the tubes can be folded as closely as possible in order to fully utilize the combustion products;

3. the conduction of the steam after exiting the tubes in bends, which allow almost vertical ascent, caused by the inclined arrangement of the connection and junction boxes O and Q .;

4. the formation of the preheater, part of which can serve as a steam dryer, from pipe systems V, which, laid one on top of the other in horizontal rows, consist of U-shaped pipes and are connected to one another, namely on the rear side by the pipes on the pipes Right-angled and horizontal box S with conical surfaces attached directly with self-sealing caps U, on the front through the metal plates Y and connection box T with conical connection surfaces and screw bolts.

For this purpose 2 sheets of drawings.