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Ortsbewegliche Dampfkesselanlage, insbesondere für Lokomotiven. Zur
Erzeugung von Hochdruckdampf in ortsbeweglichen Kesselanlagen, insbesondere von
Lokomotiven, ist der Heizrohrkessel in der bisher üblichen Form nicht geeignet.
Wasserrohrkessel sind trotz vielfach bekannt gewordener Vorschläge, beispielsweise
wegen der insbesondere bei Lokomotiven auftretenden Stöße und Erschütterungen, durch
welche die Einwalzstellen der Wasserrohre in den Behältern gefährdet werden, sowie
wegen der unvermeidlichen Ausstrahlungsverluste ebenfalls nicht ohne weiteres zur
Verwendung in ortsbeweglichen Hochdruckdampferzeugungsanlagen geeignet.
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ach der Erfindung wird ein Wasserrohrkessel für ortsbewegliche Anlagen,
der in an
sich bekannter Weise von einer Flüssigkeit durchströmte
wärmeaufnehmende Glieder (Wasserrohre) aufweist, die sowohl den der strahlenden
Wärme des Feuers ausgesetzten Feuerraum wie auch den von den Heizgasen durchzogenen
Heizraum umgeben bz«-. durchqueren, folgendermaßen durchgebildet: Die wärmeaufnehmenden.
flüssigkeitsdurchströmten Glieder sind zu Elementen zusammengefaßt, die in der Längsrichtung
des Kessels verlaufend nebeneinander angeordnet sind und unabhängig voneinander
mit Wärmeaustauschkörpern, die in dem Betriebsdampfkessel zur mittelbaren Abgabe
der in den Eleinenten aufgenommenen Wärme des Wärmeträgers an das Betriebskesselwasser
liegen, so verbunden sind, daß je ein Element zusammen mit einem Wärmeaustatischkörper
einen geschlossenen, für sich abschaltbaren Kreislauf bildet. Dadurch wird als wesentlicher
Vorteil eine große Betriebssicherheit erreicht und ferner die Aufgabe der mittelbaren
Erzeugung von hochgespanntem Dampf bei Lokomotiven in besonders günstiger Weise
gelöst. Die Raumverhältnisse werden denkbar gut ausgenutzt unter Wahrung der Gestalt
und der Abmessungen der bekannten Lokomotiven. Durch weitere Einrichtungen wird
die Durchbildung einer derart mittelbar Hochdruckdampf erzeugenden Dampfkesselanlage
für Lokomotiven vervollkommnet.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen von Kesselanlagen
für Hochdrucklokomotiven beispielsweise dargestellt.
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Abb. i bis 3 stellen eine Kesselanlage für eine Hochdrucklokomotive
mit mittelbarer Erzeugung des hochgespannten Betriebsdampfes schematisch dar. Vom
Rost A steigen die Heizgase der Feuerkammer B auf und strömen durch den Kanal C
und die Rauchkammer D zum Schornstein: Die die Feuerbüchse B und den Kanal C umgebenden
Glieder bestehen aus den Sammelgliedern 7 und 8, die durch Glieder g bzw. 9a verbunden
sind. Die Glieder 7, 8, 9 und ga sind Hohlkörper, die zur Aufnahme einer Flüssigkeit,
zweckmäßig Wasser, bestimmt sind. In derjenigen Zone der Heizgase, wo diese etwas
abgekühlt sind, liegt ein überhitzer E, der von der Seite aus- und eingebaut werden
kann. Die Sammelglieder 7 sind durch Rohre i.. mit Wärmeaustauschkörpern 15
verbunden, die in den Dampf- bzw. Wassersammlern io angeordnet sind. Die Körper
15 sind durch Glieder 16 mit einer Einrichtung 17 verbunden, die in der Rauchkammer
angeordnet ist. Zwischen dem Überhitzer E und dem Blasrohr ist weiter ein Vorwärmer
F angeordnet.
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Der in den Sammelgliedern 7 und 8 und in den Verbindungsgliedern 9
und 9a entwickelte Dampf wird durch die Verbindungsstücke 14 in die Wärmeaustauschkörper
15 geführt, die in dem Wasser der Betriebsdampfbehälter C liegen. Der Dampf bzw.
das Dampfflüssigkeitsgemisch gibt in den Wärineaustauschkörpern 15 seine Wärme an
das umgebende Wasser ab und erzeugt hochgespannten Betriebsdampf. Dabei wird der
Wärmeträger niedergeschlagen, und das Kondensat geht durch die Teile 16, 17, 18,
ig in den Vorwärmer F und von dort zu den Sammlern 7 zurück, wo der Kreislauf von
neuem beginnt. In den Teilen 17 bis 18, die eine Wärmeaustauscheinrichtung
bilden, kann die Wärme des Kondensates nutzbar verwendet werden, beispielsweise
zur Vorwärmung des Speisewassers für den Betriebskessel. Das Kondensat des Wärmeträgers
gibt seine Wärme in dieser Einrichtung an das Speisewasser ab, das durch nicht gezeichnete
Verbindungsleitungen der Einrichtung zugeführt und von ihr zum Betriebskessel io
gebracht wird. Bei dem Kälterwerden des Kondensates in der Wärmeaustauscheinrichtung
nimmt das spezifische Gewicht des Kondensates zu, wodurch der Umlauf des Wärmeträgers
gesichert ist. Die Anordnung der Wärmeaustauschvorrichtunger, 17 und 18 in der Rauchkammer
der Lokomotive gestattet eine gute Ausnutzung des vorderen Teiles dieser Rauchkammer.
Der vordere Teil des Vorwärmers F ragt in den hinteren Teil der Rauchkammer hinein,
während der übrige Teil des Vorwärmers in der Verlängerung des Kanals C liegt. Auf
diese Weise ist der vorhandene Raum so günstig wie möglich ausgenutzt.
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In Abb. 2 bilden die Teile i i, 12 und 13 ein starres, kastenartiges
Gestell, das zwischen den Längskesseln io und dem Rahmen der Lokomotive so angeordnet
ist, daß die Behälter die durch die Stöße hervorgerufenen Erschütterungen aufnehmen.
Hierdurch werden die Verbindungsstellen der von dem Wärmeträger durchströmten Glieder
vor Erschütterungen und damit vor Überbeanspruchungen bewahrt.
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In den Abb. 4. bis 7 ist eine weitere Ausführungsform einer Hochdrucklokomotive
veranschaulicht. Der Überhitzer E (Abb. d. und 6) kann hier mit den Dampfkästen
nach der linken Seite zu (Abb. 6) ausgebaut werden. Links und rechts von den Längskesseln
144 sind zwei Behälter 155 vorgesehen. In diesen Behältern sind Glieder 166 vorgesehen,
die durch die Verbindungsglieder 177 und 188 mit den Gliedern igg bzw. 2o verbunden
sind. In den Gliedern igg gibt der umlaufende Wärmeträger seine Wärme an das Wasser
des Betriebsdampfkessels ab. Die Glieder 177
führen zu den Gliedern 2o des
Vorwärmers F. Wie aus Abb. 4 ersichtlich ist, sind die Saminelglieder 21 und 22
durch die Rohre 23 miteinander
verbunden. Von den Rohren 23 fÜhren
kurze Rohrstücke 24 zu den Sammelgliedern a1. Auf diese Weise wird im oberen Teil
der Feuerbüchse eine Wärmeschutzeinrichtung für die Glieder 21 geschaffen, so daß
diese vor der Einwirkung der in der Feuerbüchse herrschenden großen Hitze geschützt
ist. Die Anordnung der Behälter 155 im oberen Teile der Lokomotive hat den Vorteil,
daß die Fallhöhe des Kondensates größer und dadurch der Umlauf des Wärmeträgers
beschleunigt bzw. gesichert wird.
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In Abb. 8 ist eine weitere Ausführungsform einer Hochdrucklokomotive
dargestellt, bei der der Kreislauf des Wärmeträgers für die mittelbare Beheizung
im entgegengesetzten Sinne erfolgt wie bei der oben geschilderten Ausführungsform.
Der Wärmeträger geht von den Sammelgliedern 29 im Sinne der Pfeilrichtung durch
die Verbindungsglieder 3o in die Glieder 31, die im Betriebskessel 32 angeordnet
sind. Das Kondensat des Wärmeträgers fließt dann durch die Glieder 33 wieder in
die Sammelglieder 29 zurück. Die Glieder 29 steigen daher, wie aus der Abb. 8 ersichtlich,
nach rechts oben an, während die Glieder 31 nach links fallen. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß in der heißesten Zone in den Sammelgliedern 29 sich noch Wasser
befindet, das erst im weiteren Verlauf verdampft. Da der linke Teil der Sammelglieder
29 sich über der Feuerbüchse befindet, so ist dieser Teil naturgemäß der Wärme am
meisten ausgesetzt. Dadurch, daß sich nun hier der kältere Teil des Kondensates
befindet, ist die Gefahr des Verbrennens der Glieder 29 nahezu ausgeschlossen.
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In dem Beispiel nach der Abb. 8 ist dann im Anschluß an den Überhitzer
ein Vorwärmer 34. für das Speisewasser des Betriebskessels vorgesehen.