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Hochdruckkesselanlage für Lokomotiven o. dgl. Die Erfindung betrifft
eine Hochdruckkesselanlage für Lokomotiven o.dgl. und bezweckt, eine solche Hochdruckkesselanlage
so durchzubilden, daß der Betrieb der Anlage einerseits so wirtschaftlich wie möglich,
anderseits explosionssicher durchführbar ist und daß die Anlage sowohl für neue
Lokoniotiven als auch bei verhältnismäßig einfachem und wenig Kosten verursachenden
Umbau für bestehende Lokomotiven verwendbar ist.
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Man hat verschiedene Vorschläge gemacht, Lokomotivkesselanlageti zur
Erzeugung von Hochdruckdampf geeignet zu machen. Soweit diese Vorschläge von dem
bewährten Aufbau der Stephensonschen Lokomotive abwichen und dadurch die mit dieser
Bauart verbundenen Vorteile der Längssteifigkeit, die insbesondere durch den das
Rückgrat der Lokomotive bildenden Langkessel gegeben sind, aufgegeben haben, konnten
sie sich nicht einführen. Aber auch die Vorschläge, unter Beibehaltung des Aufbaues
der Stephenson-. scheu Lokomotive, nur durch Umgestaltung der Feuerbüchse in eine
Wasserrohrfeuerbüchse die Lokomotive zur Erzeugung von Hochdruckdampf und damit
zur besonders wirtschaftlichen Betriebsweise einzurichten, haben nicht zum Erfolg
geführt. So beispielsweise auch nicht ein Vorschlag, bei dem nur die Feuerbüchse
als Verdampfer ausgeführt werden sollte, während der Langkessel, der im übrigen
die übliche Form beibehielt, als Vorwärmer dienen sollte.
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Die Erfindung zeigt demgegenüber einen Weg, der es ermöglicht, die
wirtschaftlichen Vorteile des Hochdruckdampfes bei Lokoniotiven zu erhalten. Sie
berücksichtigt und beseitigt insbesondere die Schwierigkeiten, die sich bei der
Verwendung von Kleinwasserraumkesseln in der Feuerbüchse infolge der häufig schlechten
Beschaffenheit des Kesselspeisewassers ergeben. Die Erfindung besteht in der Vereinigung
folgender teilweise bekannten Merkmale: einer als Hochdruckbetriebsdampfkessel ausgebildeten
Wasserz# rolirfeuerbüchse mit inittelbarer Erzeugung des Hochdruckdampfes und eines
in üblicher Weise als Langkessel ausgebildeten Niederdruckkessels, der von den Rauchgasen
der in der Feuerbüchse befindlichen Feuerung beheizt wird. Die Vereinigung dieser
Merkmale ergibt einerseits die Möglichkeit, Hochdruckdampf, betriebs- und explosionssicher
zu erzeugen, und anderseits neben diesem Hochdruckdampf Niederdruck-dampf im Langkessel
zu erzeugen, der der unteren Stufe der Maschine zugeführt wird. Die Explosionssicherheit
ist besonders dadurch gegeben, daß die zur mittelbaren Erzeugung des Hochdruckdampfes
dienende Heizmittelmenge nur klein zu sein braucht. Dabei fallen die Schwierigkeiten,
die sich durch Verschmutzung der Wasserrohrfeuerbüchse durch unreines Kesselspeisewasser
ergeben, fort, da in der Wasserrohrfeuerbüchse nur der geschlossene Umlauf des zur
mittelbaren Erzeugung des Hochdruckdampfes dienenden Wärmetr#gers vorhanden ist.
Der Behälter des Hochdruckbetriebsdarnpfk-essels, in dem die Heizeinrichtung zur
mittelbaren Erzeugung des Hochdruch:dampfes liegt, wird vorteilhaft oberhalb der
Feuerbüchse angeordnet, während die Wände und die Decke der Feuerbüchse in bekannter
Weise durch die Wasserrohre gebildet werden, die mit der Heizeinrichtung des Hochdruckkessels
zu einem geschlossenen System. verbunden sind.
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In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
dargestellt. Abb. i ist ein Längsschnitt durch die Lokomotive, während Abb.:2 ein
Querschnitt nach Linie i-r von Abb. i ist.
Die Lokomotive besteht
aus einer Feuerbüchse A und einem Heizrohrlangkessel B. Die Feuerbüchse
A ist als unabhängiger Hochdruckkessei ausgebildet für Betriebsdrücke von
wenigstens 3o Atm. Die obere Grenze diese - r Drücke kann sehr hoch gewählt
werden und sich z. B. auf 8o Atm. und mehr belaufen. Die Feuerbüchse weist Verdampfungsrohre
d auf, die in obere Sammelrohre g und in untere Sammelrohre
f münden. Die oberen Sammelrohre g sind mit einer Heizeinrichtung
h verbunden, die in dem oberen Behälter e angeordnet ist, in dem sich das Wasser
befindet, aus dein der Hochdruckbetriebsdampf durch mittelbare Beheizung entwickelt
wird. Der untere Teil der Einrichtung h ist mit Behältern k verbunden, von denen
Leitungen i in die unteren Saminler f führen. Ein in den Teilen
f, d, g, h, k, -i
umlaufendes Mittel, z. B. Wasser bzw.
aus ihm entstehender Dampf, mächt also einen Kreislauf. C ist ein Überhitzer für
den Hochdruckdampf, D ein zweiter Überhitzer für den Niederdruckdampf. Leitung
1 verbindet den Behälter e mit dem Naßdampfkasten des Hochdrucküberhitzers.
Von dem Heizdampfkasten dieses Überhitzers führt eine Leittingn zu der Hochdruckstufe
der Antriebsmaschine. Eine Leitung s führt vom Dom des Niederdruckkessels
B zum Überhitzer D, von dem der Niederdruckdampf in die Niederdruckstufe
strömt. Leitungen q
führen von der Niederdruckstufe zum Blasrohr r. Der Behälter
c ist mit einem Sicherheitsventil t versehen, das durch eine Leitung u mit
dem Kessel B verbunden ist ' so daß ein im Behälter e entstehender Dampfüberschuß
an den Kessel B abgegeben werden kann. Auf diese Weise wird ein unmittelbarer Wärmeverlust
durch Abblasen des Sicherheitsventils vermieden. H ist eine Speisepumpe,
welche das Kesselwasser des Kessels B zum Teil durch eine Leitung v entnimmt und
durch Leitungw in den Hochdruckkessel c als hochvorgewärmtes Speisewasser
drückt. Die Kesselsteinausscheidung erfolgt also zum größten Teil schon im Kessel
B.
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In den Verdampfungsrohren d der Feuerbüchse, die mit der Heizeinrichtung
h das geschlossene Umlaufsystem bilden, wird ein Druck herrschen, der noch höher
ist als der Druck, der im Behälter e erzeugt wird. Es ist also bei der Lokomotive
Dampf von drei verschiedenen Drücken vorhanden, von denen zwei Betriebsdrücke sind,
die in den verschiedenen - Stufen der Antriebsmaschine verwendet werden.
Gerade die Vereinigung eines Zweidruckdampferzeugers mit der mittelbaren Erzeugung
des Hochdruckdampfes ergibt den besonderen Vorteil, daß man eine Lokomotive unter
Überwindung der gegen die Wasserrohrfeuerbüchse bisher bestehenden Bedenken für
Hochdruckdampf und damit für den sich daraus ergebenden wirtschaftlichen Betrieb
geeignet macht. Dabei ist sehr wesentlich, daß man auch die große Zahl der vorhandenen
Lokomotiven ohne große Schwierigkeiten und Kosten in Hochdrucklokomotiven umbauen
kann, so daß man auch für den Betrieb der vorhandenen Lokomotiven die wirtschaftlichen
Vorteile des Hochdruck-dampfes ausnutzen kann. Dabei sind, wie Abb. i zeigt, der
Grundcharakter der Stephensonschen Lokomotive und damit deren Vorteile beibehalten.
Die gegenüber den bisher in Betrieb befindlichen Lokomotiven zu erhaltende Mehrleistung
beläuft sich auf --5 bis 35 Prozent, was man auch als Brennstoffersparnis
ausdrücken kann, die bei umgebauten vorhandenen Lokomotiven sich immer noch auf
2o bis 25Prozent belaufen wird. Dabei wird das Gewicht der Lokomotive nur wenig
erhöht und die Anordnung des Kessels und der Maschine bietet keine besonderen Schwierigkeiten.
Auch Zwischenüberhitzung durch Feuergase kann man gewünschtenfalls verwenden, die
sich bei der geringen Entfernung zwischen Zylinder und Kessel leicht durchführen
läßt, da die bei größerer Entfernung zwischen Zylinder und Kessel durch Rückleitung
des Abdampfes der höheren Stufe zum, Feuergaszwischenüberhitzer sonst auftretenden
Verluste dann nicht vorhanden sind.