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Helzröhrenkessel mit einem im vorderen Wasserraum abgeteilten Klärraum
zur Zuführung des Speisewassers. Bei Heizröhrenkesseln ist es bekannt, den Wasserraum
durch eine Scheide"vand in einen wärmeren Raum (Dampferzeuger) und einen kälteren
(Klärraum) zu unterteilen und das Speisewasser in den die kühleren Teile- der Heizröhren
enthaltenden Raum einzuführen, in dem sich ein beträchtlicher Teil des Schlammes
und Kesselsteines ausscheidet. Bei dieser Bauart besteht aber der Nachteil, daß
sich das Speisewasser in dem Klärraum mit dem ganzen darin befindlichen. wärmerenWasser
vermischt und deshalb die Temperatur nahezu gleichmäßig hoch wird und nur wenig
unter der des Dampfes bleibt.
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Es umgibt also- die kühleren Teile der Feuerrohre Iffasser, das nahezu,die
Temperatur des Dampfes besitzt, so daß die Temperatur der austretenden Rauchgase
nicht niedriger ist als bei einem Kessel ohne Klärraum.
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Diesen Übelstand will nun die Erfindung dadurch vermeiden, daß in
dem Klärraum das Speisewasser und die Rauchgase möglichst im Gegenstrom geleitet
werden und dadurch, ohne die Heizfläche des Kessels zu vergrößern, die Wärme der
Rauchgase besser aus genutzt und der Wirkungsgrad des Kes--#els verbessert wird.
Dies wird dadurch erreicht, daß der Klärraum in mehreren Kammern unterteilt ist,
derart, daß das führte Speisewasser mit den Heizgaben ganz oder wenigstens zum größten
Teil im Gegenstroni sich bewegt.
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Eine Ausführungsform der Erfindung stellt Abb. i dar, und zwar in
Anwendung bei einem Lokomobilkessel.
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In den Wasserraum des Kessels eingebaute Platten A,
B, C, D- und E teilen Kaminern 1, 11, 111 und IV vom Wasserraum
ab und sind so durchlocht, wie es die Anordnung der durch sie hindurchgeführten
Heizröhren erfordert.
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Die benachbarten Kammern stehen miteinander und die letzte Kammer
(im vorliegenden Falle Kammer IV) mit dem Wasserraum des Kessels in Verbindung.
Zu dieser Verbindung der einzelnen Kammern miteinander genügen die Zwischenräume
zwischen Platten und Heizröhren, die sich bei der Durchlochung der Platten ergeben.
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Man kann aber zwecks Verbindung der Kammern miteinander in die Scheidewände
an geeigneter Stelle -(eventuell abwechsehid oben und unten) besondere öffnungen
schneiden, wobei dann da:#; Speisewasser zu den Rauchgasen in einem -aus Querströme
gebildeten Gegenstrom geleitet wird, wie dies Abb. 2 zeigt.
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. Die den oberen Teil der Kammern von dem Wasser bzw. Dampfraum
des Kessels trennende Platte E kann über der letzten Kammer IV, in der das
Wasser schon genügend hohe Temperatur besitzt, wegbleiben.
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Die Platten A bis E können aus verhältnismäßig dünnen
Blechen .-bestehen, da sie nur zur Führung des Wassers dienen und auf Festig ,keit
nicht in Anspruch genommen werden. Da ferner zwischen den miteinander in_ Verbindung
stehenden Kammern und dem übrigen Kesselraum kein Druckunterschied ist, ist es nicht
nötig, die PlattenA bis E weder an den Enden noch an den zur Durchführung
der Heizröhren dienenden Löcher abzudichten oder sie genau einzupassen, sondern
man kann zwecks leichten Einbaus an diesen Stellen ohne weiteres kleine Lücken lassen.
Sind die so entstandenen Lücken nicht allzu groß, dann wird ein bedeutendes Rückströmen
des Wassers zwischen den einzelnen Kammern nicht erfolgen, und es wird durdb. die
an den Enden der Deckplatte E gebliebenen kleinen Lücken das über der Deckplatte
befindliche wärmere Wasser sich mit dem unter der Deck-platte befindlichen kälteren
Wasserkaum mischen.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt Abb. 3, die
sich von Abb. i bzw. A.bb. 2 nur dadurch unterscheidet, daß ein Teil der Kammern
sich nicht nebeneinander, sondern übereinander befindet. Bei dieser Anordnung sind
die ScheidewändeA und B wagerecht angeordnet. In diesem Falle ist der Gegenst g
rom kein vollkommener, da in der KammerlI Gleichstrom ist, ihre praktische Anwendung
kann aber in vielen Fällen vorteilhaft sein. Hier gelangt in der Kammer III das
in den ersten zwei Kammern A und B bereits erwärmte, durch die öffnung H
zugeführte Wasser mit den kühl-
sten Enden der Feuelrohre in Berührung, was
gleichfalls dem Prinzip des Gegenstromes nicht entspricht. Da jedoch im Betriebe
die unteren Rohre infolge der Flugaschenablagerung in der Rauchkammer oft ohnehin
unwirksam werden, so geht durch das Eintreten
des wärmeren Wassers
in die Kammer III an deren vorderem Ende in der Praxis von den Vorteilen des Gegenstromes
wenig verloren.
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Eine weitere Form der Erfindung zeigt Abb. 4, deren Vorteil darin
liegt, daß die vorderen wagerecht angeordneten Kammern I, II, III in ihrem vorderen
Teil mit je einer besonderen SpeiseöffnungH"H2 und Hs versehen sind, durch
welche das durch ein gemeinsames Speiseventil eingedrückte Speisewasser, im Verhältnis
der Heizflächen dieser Kammern verteilt, gleichzeitig in die erwähnten Vorderkammern
tritt. Die öffnungenH, H. und Hs können mit dem Speiseventil in beliebiger
Weise verbunden werden, entweder durch besondere Röhren oder mittels eines in das
Innere des Kessels eingeführten', mit mehreren öffnungen versehe-! nen Rohres, oder
es kann eine beliebige andere entsprechende Verbindung gewählt werden. In diesem
Falle arbeiten die Kaminern I -, 11 und III zueinander parallel. Das aus
ihnen austretende Wasser vereinigt sich im Raum IV ', um von dort in den warmen,
Wasserraum des Kessels einzutreten. Die die KammerI bis III bildenden Scheidewände
können auch senkrecht angeordnet werden. Die Scheidewände bzw. ein Teil derselben
können auch schräg oder in einer beliebigen geeigneten Kurve angebracht werden.
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Bei den erwähnten Ausführungen wird das in den Kessel eingeführte
Speisewasser auf dem Wege zur KammerIV allmählich erwärmt und besitzt in der KammerIV
bereits oder angenähert die Temperatur des gesättigten Dampfes. Unter diesen Verhältnissen
wird der größere Teil der mit dem Speisewasser zugeführten, den Schlamm und Kesselstein
bildenden Bestandteile in den einzelnen Kammern sich ausscheiden, und zwar hauptsächlich
in den das wärmste Wasser enthaltenden KammernI1I und IV. Es sind deshalb zweckmäßig
diese Kammern mit Ab-# laßventilenF und G versehen, und es kön-, nen außerdem
nach Bedürfnis Reinigungsöffnungen angebracht sein.
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Da in vielen Fällen die öffnungH der Speisewasserzuführung
in den Dampfraum des Kessels mündet, so ist es wünschenswert, auf diese öffiiung
-von innen ein Rohr aufzu-z setzen (in Abb. 5 mit I( bezeichnet), welches
das Speisewasser in die KammerI leitet und verhindert-, daß das zugeführte Wasser
dem Dampfraum des Kessels oder dem über der KammerI befindlichen 'Wasserraum beträchtliche
Wärme entzieht.
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Bei dieser Anordnung könnte während der Speisepausen im Falle schlechter
Dichtung oder eines Steckenbleibrens des Speiseventils vom Kessel das Wasser verlorengehen.
Um dies zu verhindern, ist das RohrI( im Dampfraum mit einer oder mehreren Bohrungen
L versehen, die es ermöglichen, daß während der Speisepausen das RohrI( sich mit
Dampf füllt und durch das Speiseventil kein Wasser austreten kann.
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Die übrigens bekannten Vorteile der Gegenstromanordnung sind aus Abb.
6 ersichtlich. Bei der gewöhnlichen -,#,nordnung; also beirr, Fehlen des
Gegenstroms, fällt die Temperatur der Rauchgase von der FeuerbüchseF bis zur RauchkammerR
gemäß der mit T bezeichneten KurveT1 auf T.,; die mit 1 bezeichnete wagerechte
Gerade stellt die Temperatur des im Kessel befindlichen Wassers dar. Beim Gegenstrom
dagegen fällt die Temperatur der Rauchgase von der LinieA an, in der das Gegenstromsystem
beginnt, der KurveT' entsprechend, auf die Temperatur T.', und die Temperatur
des Wassers stellt die mit t' bezeichnete Kurve dar. Beim Gegenstrom ist die Temperatur
T.' der abziehenden Rauchgase bedeutend kleiner als T., und demzufolge ist
der Wirkungsgrad des Kessels günstiger. Die hieraus entstehende Brennstoffersparnis
beträgt gewöhnlich 4 bis 5 Prozent, im günstigsten Falle 6 bis
7 Prozent.