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Wasserrohrfeuerbüchse für Lokomotivkessel. Die bisher gebräuchlichen,
Wasserrohrfeuer-Büchsen für Lokomotiven, die unter dem Namen nBrotan-Feuerbüchsen«
bekannt sind, haben den Nachteil, daß sie sich nach- verhältnismäßig kurzem Betrieb
mit' Kesselstein vollsetzen und dann- durchbrennen. Die Ursache dieser Erscheinung
ist darin zu suchen, daß der Wasserumlauf in den verhältnismäßig weiten Rohren zu
gering ist. - Die die unteren Enden der Brotau Rohre verbindende4 Wasser-
Behälter
können aus baulichen Gründen nur einen geringen Querschnitt erhalten. Er ist in
vielen Fällen nur ein Zwölftel des Querschnittes der mit ihm verbundenen Brotan-Rohre.
Ein lebhafter Wasserumlauf vom Kessel durch die Wasserbehälter und die Brotan-Rohre
zurück zum" Kessel ist daher nicht möglich. Dies hat zur Folge, daß der Kesselstein
und Schlamm nicht nach dem Hauptkessel abgeführt werden, sondern sich in den Brotan-Rohren
und besonders in den darunter liegenden Wasserkammern absetzen. Bei hohem Kesseldruck
(über 2o Atm.) wird dieser Nachteil noch größer, da die sich in den Brotan-Rohren
entwickelnden Dampfbläschen verhältnismäßig klein und nicht imstande sind, größere
Wassermengen mit nach oben zu reißen. Nebenbei sei noch erwähnt, daß die Starrheit
der dicken Brotan-Rohre häufig zu Undichtigkeiten an den Einwalzstellen Veranlassung
gibt.
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Bei einer anderen Bauart von, Wasserrohrfeuerbüchsen für Lokomotivkessel
werden die Wände der Feuerbüchse durch verhältnismäßig enge Rohre gebildet, welche
mit oberen Dampfsammlern verbunden sind. Hier soll der Wasserumlauf in der bei Wasserrohrkesseln
allgemein üblichen Art durch ungeheizte, verhältnismäßig weite Fallrohre bewirkt
werden, die außerhalb der Kesselummantelung zwischen den Sammlern angeordnet sind.
Diese Anordnung zeigt aber ähnliche Übelstände we die sogenannten Brotan-Feuerbüchsen,
da ß nämlich der Wasserumlauf nicht vollkommen ist. Da die Fallrohre an den Enden
der Sammler angebracht sind, so bekommen die in der Mitte gelegenen Wasserrohre,
die also am weitesten von den Fallrohren entfernt sind, zu wenig Wasser. Eine gleichmäßige
und vollkommene Verteilung des aus den Fallrohren kommenden kälteren Wassers auf
die sämtlichen Wasserrohre kann daher nicht stattfinden, vielmehr wird dieses Wasser
von den den Fallrohren. zunächst liegenden Wasserrohren aufgenommen. Die entfernter
liegenden Wasserrohre, 'die, wie gesagt, kein oder wenigstens nicht genügend Wasser
erhalten, werden also nicht ausreichend gekühlt und sind daher dem Verbrennen ausgesetzt.
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Die Erfindung gibt nun ein Mittel zur Beseitigung der angegebenen
Übelstände bei Wasserrohrfeuerbüchsen für Lokomotivkessel mit durch verhältnismäßig
enge Rohre ge->ldeten Wänden an und besteht darin, daß eine Gruppe innerer Rohre
derart dicht mit oder ohne- Seitenrippen aneinanderstößt, daß eine -geschlossene
Wand entsteht, die eine Gruppe von äußeren Rohren vor der Einwirkung der Heizgase
schützt. Die inneren Rohre wirken also als Steigrohre, die äußeren als Fallrohre.
Die innere Rohrgruppe kann durch Rippenrohre oder durch die Rohre von zwei zweckmäßig
versetzt angeordneten Rohrreihen gebildet werden, welch letztere so gebogen sind,
daß sie eine geschlossene Rohrwand bilden. Die oberen Enden der Fallrohre können
in den Sammelbehälter der Verdampfungsrohre einmünden. Gemäß einer Ausführung der
Erfindung werden sie an Wasserkammern angeschlossen, welche von den Sammelkammern
der Verdampfungsrohre unabhängig sind und mit dem Hauptkessel (Langkessel) der Lokomotive
in Verbindung stehen. Hierbei ist also zwischen die Verdampfungsrohre und die Fallrohre
der Feuerbüchse der Hauptkessel eingeschaltet.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung bieteteine Anzahl erheblicher Vorteile.
Die Dampfentwicklung in den verhältnismäßig engen Rohren ist außerordentlich stark;
selbst kleine Dampfblasen sind imstande, größere Wassermengen mit sich zu reißen.
Der Nachfluß des Wassers ist dadurch, daß hinter den Verdampfungsrohren sich eine
große Anzahl, unter Umständen die gleiche Zahl von Fallrohren befindet, sehr lebhaft.
Ferner findet eine gleichmäßige Verteilung des aus den Fallrohren kommenden Wassers
auf die Steigrohre statt, da für jedes Fallrohr sich in unmittelbarer Nähe ein oder
mehrere Steigrohre befinden. Wenn die oberen Wasserkammern der Fallrohre unabhängig
von den Sammelbehältern der Verdampfungsrohre sind und mit dem Hauptkessel in Verbindung
stehen, so findet ein besonders lebhafter Wasserumlauf durch den Hauptkessel hindurch
statt. Es wird dadurch verhindert, daß sich die Kesselsteinabsonderungen in den
Verdampfungsrohren, den unteren Wasserkammern und den Sammelbehältern der Verdamplungsrohre
anhäufen. Der Wasserstrom führt alle diese Abscheidungen aus dem gefährlichen Gebiet
der Verdampfungsrohre und des Sammelbehälters in den Hauptkessel ab.
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Die unteren Wasserkammern der Feuerbüchse können wegen der Anordnung
der en_&en und zahlreichen Fallrohre sehr klein gehalaen werden, so daß die
Feuerbüchsen mit genügend großer Rostfläche auch zwischen den Lokomotivtreibrädern
angeordnet werden können und somit für Schnellzuglokomotiven verwendbar werden.
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Die Verwendung von Rohren und Wasserkammern kleineren Durchmessers
macht überdies die Feuerbüchse sehr elastisch, so daß Undichtigkeiten, wie sie bei
den üblichen Brotan-Feuerbüchsen häufig sind, hier sehr selten sein werden.
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Auf der Zeichnung zeigt Abb. = einen Querschnitt durch eine der Erfindung
entsprechende Feuerbüchse, wobei die Wasserrohrwand der linken Seite anders ausgebildet-ist
als diejenige der rechten Seite.
Die Abb. 2 bis 7 zeigen in drei
verschiedenen Ausführungsformen die Verbindung der Wasserrohre mit den unteren Wasserkammern,
und zwar sind die Abb. 2 bis q. senkrechte Schnitte durch die Wasserkammern und
die angeschlossene Wasserrohrwand, während die Abb. 5 bis 7 wagerechte Schnitte
nach den Linien 2-2, 3-3 und 4-4 der Abb. 2, 3 und q. darstellen.
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Mit A ist der Langkessel der Lokomotive bezeichnet, B ist die mit
dem Langkessel verbundene Dampfsammelkammer für die Feuerbüchse, C sind die Verdampfungsrohre
der Feuerbüchse, D die Fallrohre, E die unteren Wasserkammern und G der Rost.
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Bei der in Abb. z links gezeichneten Ausführungsform münden sowohl
die Verdampfungsrohre C als auch die Fallrohre D in den Dampfsammler B ein. Bei
der rechtsgezeichneten Ausführungsform sind die Fallrohre D mit einer besonderen
Wasserkammer F verbunden, die mit dem Langkessel A in Verbindung steht. Die Anschlußstellen
der Verdampfungsrohre C an die Wasserkammern E und den Dampfsammler B können in
der aus Abb. 3 und 6 ersichtlichen Weise versetzt zu einander liegen, so daß zwischen
den Anschlußstellen benachbarter Rohre genügend Material verbleibt, um die erforderliche
Festigkeit des Sammlers und der Kammern zu sichern. Die Rohre C selbst werden, wie
es bei Wasserrohrkesseln üblich ist, bei dieser Anordnung so gebogen, daß sie eine
geschlossene Rohrwand, durch welche die Fallrohre D der Ein= Wirkung der Heizgase
entzogen werden, bilden. Man kann aber die Verdampfungsrohre auch, wie es die Abb.
2 und q' bzw. 5 und 7 zeigen, mit Rippen H versehen. Diese Rippen stoßen, wie Abb.
5 und 7 zeigen, aneinander, so daß eine geschlossene, die Fallrohre D gegen die
Einwirkung der Heizgase schützende Wand entsteht. Die Rippen H können verschiedene
Gestalt haben. Die Abb. 5 und 7 @ zeigen beispielsweise zwei Ausführungsformen.
Sie ver= größern einerseits die unmittelbare Heizfläche der Rohre und leiten anderseits
die Wärme, die sie von den Heizgasen empfangen, nach den Seiten und Hinterwänden
der Rohre ab, so daß also auch die sonst unbeheizte Rück-Seite der Wasserrohre für
die Dampferzeugung nutzbar gemacht wird. Wegen dieser Wärmeableitung ist auch ein
Verbrennen der Rippen nicht zu befürchten.
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Durch die Feuerung wird in den Ver-. dampfungsrohren C eine lebhafte
Dampfentwicklung hervorgerufen. Die Dampfblasen reißen Wasser mit sich, und das
Dampfwassergemisch ergießt sich in den Sammler B. Durch die Fallrohre D strömt stets
neues Wasser nach. Bei, der in Abb. x links dargestellten Ausführungsform vollzieht
sich der Wasserumlauf in folgender Weise Verdampfungsrohre C, SammlerB, Fallrohre
D, Wasserkammer E, Verdampf ungsrohre C.
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Bei der in Abb. z rechts dargestellten Ausführungsform nimmt der Wasserumlauf
folgenden Verlauf: Verdampfungsrohre C, Sammler B, Hauptkessel A, Wasserkammer
F, Fallrohre D, Wasserkammer E, Verdampfungsrohre C.
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Bei der letzteren Anordnung ist also in den Wasserumlauf noch der
Hauptkessel eingeschaltet. Dies hat zur Folge, daß. die sich in den Verdampfungsrohren
C bildenden Abscheidungen (Kesselstein, Schlamm) aus den Rohren C - und dem Sammler
B nach dem Hauptkessel abgeführt werden.- Erhebliche Ablagerungen dieser Ausscheidungen
können sich also in den Kammern E, den Rohren C und dem Sammler B nicht bilden.