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Lokomotiv- und Lokomobilkessel mit die Feuerbuchse bildenden U-förmigen
Wasserrohren und nur einem gemeinsamen Oberkessel für dieselben. Die Kessel für
hohen Dampfdruck werden meistens mit kleinen Röhren nach Art der Steilrohrkessel
ausgebildet. Bei der bekannten Verwendung derartiger Kessel für ortsbewegliche Dampfanlagen
treten infolge der beschränkten Platzverhältnisse größere Schäden in der Dampfentwicklung
und -erzeugung auf. Flamme und Heizgasstrom werden vom Rost an nicht genügend in
den Heizraum verteilt, und die Umlaufbewegung des Wassers ist meist nach außen gehend,
wärmeverlustreich und ungenügend.
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Gemäß der Erfindung soll ein Kessel geschaffen werden, der eine gute
Verteilung der Heizgase besitzt und auch die genannten Mängel im Wasserumlauf vermeidet.
In dem Raume, welcher von Flamme und Heizgasen durchzogen wird, sollen diese möglichst
gleichmäßig in allen Teilen verteilt vorhanden sein, und das Umlaufwasser soll nicht
außerhalb des Kessels, sondern nur innerhalb desselben, aber mit verstärkter Umlaufbewegung
sich bewegen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht,
und zwar zeigen: Abb. r, 2 und 3 einen Kessel für größere Anlagen und für Lokomotiven
im Längsschnitt, Querschnitt und Grundriß; Abb..I, 5 und 6 eine Ausführungsform
für kleine Anlagen irn Längsschnitt, Ouerschnitt und Grundriß.
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Es ist ein Oberkessel a für den Wasser-und Dampfraum außerhalb der
Feuergase vorhanden. Von diesem sind U-förmige Rohre b bis unterhalb des Rostes
geführt. Es liegt der eine abfallende Schenkel c jedes Rohres nahezu in der kältesten
Zone der Feuerung,, während der aufsteigende Schenkel d stets in der heißesten Zone
liegt. Die Lage der U-Rohre ist in der Längsrichtung des Kessels wechselnd, so daß
einem linken kalten und rechten warmen Schenkel immer ein rechter kalter und linker
warmer Schenkel folgt. Auf jeder Seite zwischen den kalten und «-armen auf- und
abfallenden Schenkeln ist ein Überhitzer für Kesseldampf in Schlangen- oder Spiralform
f so gelegt, daß die Durchtrittsöffnungen für die Heizgase in den Vberhitzer annähernd
rechtwinklig, also wagerecht zu den senkrechten Durchtrittsöffnungen der aufsteigenden
U-Rohre liegen. Hierdurch müssen die Heizgase durch siebartige kleine Öffnungen
treten und werden auf den ganzen Heizraum fast gleichmäßig verteilt und vollkommener
ausgenutzt.
Die Temperaturdifferenz zwischen den kalten Schenkeln
c und den «-armen Schenkeln d ist durch #ien dazwischenliegenden L'herhitzer erheblich
größer geworden. Infolgedessen wird die Verdampfung in den heißen Schenkeln d sehr
gesteigert und in den kalten Schenkeln c vermindert, wodurch der Wasserumlauf bedeutend
verbessert wird.
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Die inneren Schenkel d liegen wie ein Rost vor dem überhitzer und
gleichen die Tecpperatttr der Überhitzerrohrwandungen etwas aus. Die strahlende
Wärme des Feuers kann nur durch die Spalten zu dem Überhitzer treten und auf die
Überhitzerwände nicht so stark einwirken, da immer kurze getroffene und nicht getroffene
Stellen abwechseln. Die Geschwindigkeit des den Überhitzer durchströmenden Dampfes
ist groß, und diese große Dampfgeschwindigkeit verbessert die Überhitzung und wirkt
temperaturausgleichend auf die Wandungen.
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Hinter den abfallenden Kesselrohren c ist nach außen noch ein Überhitzer
ä angebracht. Dieser Überhitzer soll alle Seiten des Kessels abgrenzen und aus nahe
zusammenliegenden schlangen- oder spiralförmigen Überhitzerrohren bestehen. Die
nach innen liegenden Teile der überhitzer sollen die Heizgaswärme noch möglichst
ausnutzen, während die außen liegende Rohrhälfte als Begrenzung des ganzen Kessels
anzusehen ist und keine Heizgaswärme mehr erhält. Es wird nur ein gewöhnlicher Wärmeschutz
mit Blechbekleidung nach außen vorgesehen. Die Heizgase können nicht mehr auf die
äußere Kesselbegrenzung einwirken, sondern nur noch die Überhitzerwände bestreichen.
Es wird eine ummauerte Feuerung überflüssig, welche auch bei ortsbeweglichen Dampfanlagen
kaum dauernd betriebsfähig zu halten ist.
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Die -Rohrenden unter dem Rost liegen nicht mehr im Bereich des Feuers.
In diesen Teilen kann sich etwas Kesselstein ansarntneln; derselbe kann in das für
alle [j-Rohre getneinsame Sammelrohr 1a eingeblasen und von hier durch Ausblasen
entfernt werden.
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Die beiden Überhitzer f sollen die Bildung von Kesseldampf vermehren,
und der überhitzte Dampf soll in ein im Wasserraum des Kessels gelegenes Schlangenrohr
k eingeführt werden, seine beträchtliche Überhitzerwärme an das Kesselwasser abgeben
und dasselbe entsprechend seiner Überhitzungstemperatur verdampfen. Die Verdampfung
erfolgt also nicht nur durch die Kesselrohre c und d, sondern auch durch die Überhitzerschlangen
f.
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Die Feuergase werden oben auf jeder Seite durch eine Verteilungsplatte
L abgeführt, welche fast die ganze Seitenlänge einnimmt und verteilte, siebartige
üffnungen besitzt, durch welche die Feuergase entweichen. Der Schornsteinzug wird
durch die Verteilerplattenöffnungen t: auf beiden Seiten derartig verteilt, daß
in dem Feuerraum des Kessels in der ganzen Länge ein gleichmäßiger Zug entsteht.
Durch die Rauchstutzen in werden die aus den Verteileröffnungen ausströmenden Heizgase
aufgefangen, gesammelt und, wie bekannt, durch einen etwa vorhandenen Rauchgasvorwärmer
dem Schornstein zugeführt.
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Hat man ziemlich reines Speisewasser, so kann dies ohne weiteres direkt
verwendet werden. Die Reinigung des Speisewassers hat, wie allgemein üblich, außerhalb
des Kessels zu erfolgen.
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Der erzeugte Dampf wird oben dem Kessel a bei dem Stutzen o entnommen,
durch die Rohrleitungen p nach dem inneren überhitzer f geführt und hier stark überhitzt.
In diesem Zustande wird er durch die Leitungen q durch schlangenförmige, in dem
Wasserraum des Kessels a liegende Rohrleitungen k geführt und verliert hierbei die
Überhitzerwärme. Diese Wärme tritt in das Kesselwasser über und verdampf einen der
Überhitzerwärme entsprechenden Teil des Kesselwassers. Aus der in dem Kessel a liegenden
Verdampfungsschlange 1z tritt der Dampf durch die Leitung r mit ungefähr Sattdampftemperatur
aus und in eine überhitzerschlange oder Spirale g ein, wird hier wieder überhitzt
und im überhitzten Zustand zur Arbeitsleistung in der Maschine durch rt, geführt.
Die Überhitzerrohre g liegen auf allen Seiten der Feuerung, sind verhältnismäßig
lang und nur die der Feuerwirkung ausgesetzte Rohrseite wird von den Heizgasen berührt.
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Diese überhitzeranordnungen f und g im Zusammenhang mit der Verdampfungsschlange
k haben noch besondere Vorteile. Es ist ein langer Dampfweg geschaffen von der Dampfentnahmestelle
o im Kessel a bis zu der Maschinendampfleitung aa. Der verhältnismäßig große Dampfinhalt
dieser Leitungen entspricht in der Wirkung einem größeren Dampfsammler und kleineren
Wärmespeicher, wirkt ausgleichend für Differenzen in der Dampfentnahme und läßt
selbst bei kleinem Wasser- und Dampfinhalt des Kessels eine ruhige Dampfentnahme
ohne wesentliche Schwankungen erwarten. Diese ganzen Heizflächen sind äußerst günstig
ohne wesentliche Wärmeabkühlungsverluste mit den Kesselteilen zu einem Ganzen verbunden.
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Bis auf den oberen Kesselteil a besteht der Kessel mit den Überhitzern
nur aus Rohrleitungen mit geringem Durchmesser. Es ist demnach zum Betrieb des Kessels
der höchste Dampfdruck zulässig, wenn der
Teil a entsprechend starke
Wandungen erhält. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i stellt t einen bekannten
Vorwärmer vor, «-elchen Heizgase durchziehen und an eine darin befindliche Heizschlange
s Wärme abgeben zur Vorwär mung des Speisewassers. Die Abb. .4, 5 und 6 zeigen eine
Ausführungsform für kleinere Anlagen. Aus den Abbildungen ist die Stützung des Kessels
a durch die Stützen v und v1 zu ersehen. Die Stützen v1 können auch durch weitere
Rohre, wie punktiert gezeichnet, ersetzt werden und diese dann als Verbindungsstück:
des Kessels mit einer punktiert gezeichneten, nach Abb. 4 und 6 davorstehenden Dampfmaschine
angesehen werden. Es wird hierdurch ein enger Zusammenbau erzielt, das Kesselgewicht
kann mit als Belastungsgewicht für die Kur, belwellenlagerung angesehen werden und
hierdurch ein viel ruhigerer Stand der stehenden Maschine auf einem nicht viel zu
vergrößernden Fundamentsockel des Kesselfundaments erreicht «-erden. Der Zusammenhang
ist ebenso in sich geschlossen anzusehen als bei den bisher üblichen stationären
liegenden Lokomobilen, nur daß bei dieser neuen Ausführung ein viel höherer Kesseldruck
zur Anwendung kommen und demnach die Anlage wesentlich wirtschaftlicher arbeiten
kann als ältere Anlagen. Die zweckmäßig rohrförmig ausgebildeten Stützen v1 können
größtenteils mit Wasser ausgefüllt sein und in dieses dann Aufnehmerdampf eingeführt
«-erden, so daß* Speisewasser vorgewärmt und gereinigt entnommen werden kann.