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Dampfkessel mit Zirkulationsscheidewänden. Gegenstand der Erfindung
ist ein Dampfkessel mit Zirkulationsscheidewänden, insbesondere für Lokomotiv-,
Lokomobil- und Schiffskessel. Gemäß dieser Erfindung sind die Scheidewände so angeordnet,
daß sie den ganzen. Kessel in drei Längskammern unterteilen, und zwar eine mittlere
und zwei Seitenkammern, die unter sich in Verbindung stehen. Zu beiden Seiten der
Feuerbüchse sind Speisewassersammler angebracht, die ganz außer- oder ganz innerhalb
des
Dampfkessels liegen und mit den Seitenkammern in Verbindung stehen und dazu dienen,
das Speisewasser, das in die Seitenkammern eingeleitet und dort von einem aus der
mittleren Kammer kommenden Heißwasserstrom mitgerissen wird, auf die Siederohre
der Feuerbüchse zu verteilen.
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Die Zeichnung veranschaulicht drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes.
Abb. i ist ein Längsschnitt der ersten Ausführungsform; Abb.2 ist ein wagerechter
Schnitt durch diese; Abb. 3 ist ein Schnitt nach Linie III-III von Abb. 2 ; Abb.
4 ist ein entsprechender Schnitt einer Abänderung dieser Ausführungsform; Abb. 5
ist ein Schnitt nach Linie IV-IV von Abb. 2 ; Abb. 6 ist ein Längsschnitt der zweiten
Ausführungsform; Abb. 7 ist ein Schnitt nach Linie VII-VII von Abb. 6 ; Abb. 8 ist
ein Längsschnitt durch die dritte Ausführungsform; Abb. g ist ein Schnitt nach Linie
IX-IX von Abb. 8, und die Abb. io bis i3 sind Halbquerschnitte durch abgeänderte
Ausführungsformen.
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Bei dem Dampfkessel nach Abb. i bis 5 ist der eigentliche Kessel i
durch zwei senkrechte Längswände 2 und 3 in drei Längskammern unter feilt, und zwar
eine mittlere Kammer 4 und zwei Seitenkammern 5 und 6. Die mittlere Kammer 4 ist
der Länge nach von den üblichen Rauchrohren 7 durchsetzt, die von der Feuerbüchse
8 ausgehen und in die Rauchkammern g einmünden. Die Teilungswände z, 3 sind an die
Kesselwandung mittels Winkeleisen io angenietet. Die Seitenkammern 5, 6 stehen mit
der mittleren Kammer durch Ausschnitte ii im oberen Rand der Wände 2, 3 und außerdem
durch eine Durchgangsöffnung 12 in Verbindung. Vorn und hinten sind die Seitenkammern
durch Querwände 14 bzw. die Vorderwand 13 der Rauchkammer abgeschlossen. Durch die
Querwände 14 hindurch gehen die Speisewassersammler 1s, die zu beiden Seiten der
Feuerbüchse 8 innerhalb des Kessels angeordnet sind. Sie haben die Form von Kanälen,
die nach oben geschlossen (Abb.3) oder offen sein können (i5a in Abb. .4). In jeden
Sammler mündet eine Reihe von schrägliegenden Siederohren 16 ein; jedes dieser Siederohre
ist von einem weiten Rohr i7 umgeben, das einerseits in den Raum zwischen Feuerbüchse
und Kesselwand ausmündet, andererseits durch eine abnehmbare Kappe verschlossen
ist, welche die Reinigung der Rohre ermöglicht. Die Rohre 16, 17 der beiden
Reihen kreuzen sich gegenseitig, wie Abb.3 zeigt. . Die Wirkungsweise ist folgende:
Das Speisewasser tritt bei 24, 25 seitlich in eine oder beide Seitenkanimern 5,
6 ein und begegnet dort einem starken Heißwasserstrom, der aus der mittleren Kammer
4 in Richtung des Pfeiles (Abb. i) kommt und das Speisewasser in den oder die Sammler
15 mitreißt, wo es sich auf die Siederohre 16, 17 verteilt. Infolge dieser
Anordnung wird das Speisewasser sehr rasch auf Verdampfungstemperatur gebracht.
Das nicht verdampfte Wasser tritt zunächst in den Raum zwischen Feuerbüchse 8 und
der Kesselwandung und von da in die mittlere Kammer 4 ein, von wo es von neuem in
die Seitenkammern strömt. 1, er erzeugte Dampf tritt ebenfalls in die mittlere Kammer
oberhalb des Wassers ein und zieht durch die Ausschnitte ii in den Wänden 2, 3 -und
den Dom 18 ab. Wenn die Sammler 1s oben offen sind (Abb.4), kommt der Dampf auch
in Berührung mit dem durch diese Sammler fließenden Wasser.
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Da das Speisewasser schon beim Durchgang durch die Seitenkammern mit
heißem Wasser gemischt und dann in den Sammlern durch den in den Siederohren 16,
17 erzeugten Dampf weiter erhitzt wird, so kommt es zuletzt in diesen Rohren mit
einer Temperatur an, die nahezu der im Kessel herrschenden Hcchsttemperatur gleich
ist.
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>,er Kessel nach Abb. 6 und 7 unterscheidet sich vom vorbeschriebenen
nur dadurch, daß die Wände 2 und 3 am unteren Rande noch einen langen Ausschnitt
ig aufweisen, und daß sie an die Vorderwand 13 der Rauchkammer g ansto2en. Auterdem
ist jede Seitenkammer durch eine wagerechte Längswand 2o in zwei übereinanderliegende
Abteilungen 21, 22 (Abb.7) unterteilt, die untereinander durch eine Öffnung 23 (Abb.
6) in Verbindung stehen. Die Injektorrohre 24, 25 zur Zuführung des Speisewassers
münden in die obere Abteilung jeder Seitenkammer. Die Wirkungsweise versteht sich
ohne weiteres. Das erhitzte Wasser tritt aus der mittleren Kammer durch die Ausschnitte
ig in die unteren Abteilungen 22 der Seitenkammern ein, strömt durch 23 in die oberen
Abteilungen, wo es dem frischen Speisewasser begegnet und es in die Sammler mitnimmt.
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Nach Abb. 8 und g sind die Wände 2, 3 am unteren Rande, nahe bei der
Wand 13 der Rauchkammer mit je einem Ausschnitt 26 versehen, welche Ausschnitte
die Verbindung zwischen den drei Kammern vermitteln. Jede Seitenkammer ist in drei
übereinanderliegende Abteilungen 27, 28, 29 unterteilt und in die obersten Abteilungen
29 tritt das frische Speisewasser ein. Zwischen den einzelnen Abteilungen jeder
Kammer sind Durchgänge 3o, 3i (Abb. 8) vorgesehen, derart, daß das durch die Ausschnitte
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in die Seitenkammern eintretende heiße Wasser die aufeinanderfolgenden Abteilungen
in entgegengesetztem Sinn durchströmt.
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Bei allen Ausführungsformen könnten die Seitenkammern, statt nach
oben offen, auch geschlossen sein, wie Abb. ü, 12 und =3 zeigen.
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Um die Erhitzung und Verdampfung des Wassers noch mehr zu beschleunigen,
können auch die Seitenkammern von Rauchrohren durchzogen sein (Abb. 12 und r3).
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Ferner kann an jeder Seite der Feuerbüchse statt je eines Sammlers
deren mehrere übereinander angebracht werden, wobei dann natürlich zu jedem Sammler
eine besondere Reihe von Siederohren gehört. Auch kann man die Sammler außen am
Kessel anbringen, in welchem Fall sie natürlich geschlossen sein müssen.
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Als Vorteile des Dampfkessels gemäß der Erfindung sind folgende zu
nennen: Infolge der Unterteilung des Kessels in drei Längskammern erzielt man eine
Zirkulation des Speisewassers, die erlaubt, dieses vor seinem Eintritt in die Feuerbüchse
nahezu auf die höchste im Kessel herrschende Temperatur zu erhitzen. Infolgedessen
geht das weitere Erhitzen für die Dampferzeugung in den Siederrohren viel rascher
vor sich als in den gebräuchlichen Dampfkesseln. Ferner vergrößert die beschriebene
Anordnung der Siederrohre beträchtlich die direkte Heizfläche, was wieder einen
höheren Wirkungsgrad in der Dampferzeugung bedingt. Dadurch werden der Brennstoffverbrauch
und die Betriebskosten des Kessels vermindert. Die starke Zirkulation, die in den
Seitenkammern erzeugt wird, verhindert die Kesselsteinbildung an den Wandungen;
die Verunreinigungen des Speisewassers schlagen sich als Schlamm hauptsächlich in
den Kammern nieder, von wo sie in irgendeiner geeigneten Weise entfernt werden können.
Die rasche Erhitzung des Speisewassers und dessen Zirkulation gewähren auch noch
denVorteil, daß erhebliche Temperaturschwankungen infolge unregelmäßiger Unterhaltung
der Kesselfeuerung (besonders bei Lokomotiven, für die der Eampfkessel in erster
Linie bestimmt ist) verhindert werden. Die Einrichtung läßt sich selbstverständlich
auch für andere Kessel, wie Lokomobil- und Schiffskessel, benutzen. Für Lokomobilkessel
kann die Zahl der Siederohre für jeden Sammler bis auf eins vermindert werden.