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Ortsbewegliche Dampfkesselanlage, insbesondere für Lokomotiven. Zur
Erzeugung von Hochdruckdampf in ortsbeweglichen Kesselanlagen, irrbesondere 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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Nach 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
bzw. durchqueren, folgendermaßen durchgebildet: Die wärmeaufnehmenden, flüssigkeitsdurchströmten
Glieder sind zu Elementen zusammengefaßt, die in der Längsrichtung des Kessels verlaufend
nebeneinander angeordnet und unabhängig voneinander mit dem Dampf-bzw. Wasserbehälter
des Kessels zur unmittelbaren oder mittelbaren Abgabe der in ihnen aufgenommenen
Wärme so verbunden sind, daß jedes Element für sich abschaltbar ist. Dadurch wird
als Hauptvorteil eine große Betriebssicherheit erreicht, da durch die Zusammenfassung
zu Längselementen ein Lokomotivhochdruckdainpferzeuger ermöglicht wird, der innerhalb
der vorgeschlagenen Abmessungen und bei Wahrung der üblichen äußeren Gestalt infolge
der erreichten Längssteifigkeit nicht in dem Maße wie die bekannten Wasserrohrkessel
zu Undichtigkeiten Anlaß gibt und der, wenn dennoch einzelne Glie-(ler undicht werden
oder durchbrennen sollten, durch die Möglichkeit der Abschaltung des diese Glieder
enthaltenden Elemente- eine Fortführung des Betriebes gestattet. Die Erfindung bezieht
sich weiter auf besonders zweckmäßige Durchbildung und Anordnung der Elemente und
der sie bildenden Glieder wie der Kesselanlage überhaupt.
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In den Zeichnungen ist die Erfindung an mehreren Ausführungsbeispielen
von Kesselanlagen für Hochdrucklokonnotiven erläutert.
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In den Abb. i bis 3 ist eine Kesselanlage für unmittelbare Beheizung
in ihren wesentlichen Teilen dargestellt. Die Heizgase steigen von dem Rost .d in
der Feuerbüchse I3 auf und strömen durch einen Kanal C, von dem sie durch die Rauchkammer
zum Schornstein entweichen. Die Feuerbüchse .B und der Kanal C «-erden oben durch
vorzugsweise rohrartige Sammelglieder : begrenzt, die durch Verbindungsglieder 3
und .1. mit den unteren Sammelgliedern 2 verbunden sind. Die Sammelrohre i und die
äußeren Sammelrohre 2 erstrecken sich über die ganze Länge der Kesselanlage von
der Feuertürwand der Feuerbüchse bis zur Rauchkammer. Der Kanal C bildet einen nach
außen (licht abgeschlossenen Weg für die Heizgase. Die Verbindungsglieder 3 bilden
die äußeren Wände der Feuerbüchse und des Kanals C und liegen daher dicht aneinander,
während die Glieder 4 den Kanal C durchqueren und zwischen sich genügend Zwischenraum
für das Durchströmen der Heizgase lassen. Im oberen Teil der Kesselanlage sind zwei
große Wasserdampfsammler 5 vorgesehen, von denen Rohrstücke 6, die mit Rückschlagsventilen
6« versehen sind, zu beiden Enden der Sammler i führen. Bei unmittelbarer Beheizung
münden, wie in Abb. i dargestellt ist, die Rohrstücke 6 unmittelbar in die Behälter
5 ; bei mittelbarer Beheizung sind sie mit Wärmeaustausclikörpern verbunden, die
dann im Wasserraum des eigentlichen Betriebskessels angeordnet sind und in denen
der unilaufende Wärmeträger die Wärme an das 'Wasser abgibt, das zur Erzeugung des
Betriebsdampfes dient. Die Sammelglieder #. verhindern, daß die Behälter 5 mit den
Ileizgasen in Berührung kommen, bilden also eine Wärmeschutzvorrichtung für diese
Behälter. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß je ein oberes Sammelglied i und
unteres Sammelglied ä mit den sie verbindenden Gliedern 3, Abb.4, ein Element bildet,
das unabhängig von den übrigen ebenfalls in der Längsrichtung des Kessels verlaufenden
Elementen mit einem der Dampf- bzw. Wasserbehälter des Kessels so in Verbindung
steht, daß es für sich atschaltbar ist.
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In den Abb. 4 bis 9 ist eine Kesselanlage für eine Hochdrucklokomotive
veranischaulicht, bei der die Erzeugung des hochgespannten Betriebsdampfes mittelbar
erfolgt. Vom Rost A steigen die Heizgase der Feuerkammer B auf und strömen du r
ch 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 9 bzw. 911 verbunden sind. Die Glieder 7, 8, 9 und 9," 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 14
mit Wärmeaustauschkörpern 15 verbunden, die in den Dampf- bzw. Wassersammlern io
angeordnet sind. Die Körper 15 sind durch Glieder 16 mit einer Einrichtung 17, 18
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 B und in den Verbindungsgliedern 9
und 911 entwickelte Dampf wird durch die Verbindungsstücke 14 in die Wärmeaustauschkörper
i 5 geführt, die in dem' Wasser der Betriebsdampfbehälter
C liegen.
Der Dampf bzw. das Dampfflüssigkeitsgemisch gibt in den Wärmeaustauschkörpern 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, 189, i9 in den Vorwärmer F und von dort zu den Sammlern 7,
8, wo der Kreislauf von neuem beginnt. In den Teilen 17 und 18 kann
die Wärme des Kondensates nutzbar verwendet werden, beispielsweise durch Übertragung
an das Speisewasser. Die Glieder 7, 8, 9 bzw. 9a und die zugehörigen Teile 1q.,
15 bis i 9 sowie vorzugsweise auch der Vorw ärmer sind wieder in Elemente unterteilt,
die nel:eneinander angeordnet sind und je für sich einen Kreislauf für den Wärmeträger
bilden; jedes Element ist daher unabhängig von den anderen abschaltbar und auswechselbar.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die die Sammelglieder 7 und 8 verbindenden
Glieder 9 und 9a aus Platten bestehen, wie sie in Abb. 7 bis 9 dargestellt sind.
Diese Platten sind mit einer Anzahl Bohrungen versehen, durch die der Wärmeträger
hindurchströmt.
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In Abb. 5 ist ferner eine Einrichtung dargestellt, die der ganzen
Kesselanlage nicht nur einen festen und sicheren Zusammenhalt gibt, sondern auch
besonders geeignet ist, die schädlichen Wirkungen der Stöße aufzuheben. Durch Teile
1i, 12 und 13 wird ein starres, kastenartiges Gestell gebildet, das zwischen den
Längskesseln io und dem Rahmen der Lokomotive angeordnet ist, so daß die Behälter
die durch die Stöße hervorgerufenen Erschütterungen aufnehmen. Auf diese Weise werden
die Verbindungsstellen der von dem Wärmeträger durchströmten Glieder vor Erschütterungen
und damit Überanspruchungen bewahrt.
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Als weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Al-b. io schematisch
eine solche veranschaulicht, bei der ein Luftvorwärmer 25 im unteren Teil der Rauchkammer
angeordnet ist. Ein Kanal 26 verbindet den Vorwärmer mit dem unterhalb des Rostes
27 liegenden Raum. Die Heizgase strömen vom Feuerraum S durch den Kanal T und von
hier in der Pfeilrichtung durch den Luftvorwärmer 25. Da der Kanal 26 dicht unterhalb
der von dem heißen Wärmeträger durchströmten Glieder 28 angeordnet ist, wird die
von den Elementen bzw. von den unteren Sammelgliedern 28 ausgestrahlte Wärme auf
die bereits vorgewärmte Verbrennungsluft übertragen, so daß diese noch weiter erhitzt
oder wenigstens vor Abkühlung bewahrt wird.