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Wasserröhrenkessel. Die Erfindung betrifft einen Wasserröhrenkessel,
bei dem in bekannter Weise oberhalb des Feuerungsraumes ein Verbrennungsraum angeordnet
ist, der von Wasserrohren umgeben ist und im Querschnitt V-förmige Gestalt aufweist.
Nach der Erfindung ist ein solcher Wasserröhrenkessel so gestaltet, daß die den
Verbrennungsraum einschließenden Gruppen gerader Wasserrohre in seitliche Einzelkammern
münden, welche in parallelen schrägen oder senkrechten Reihen angeordnet sind, deren
Länge in jeder Gruppe entweder von innen nach außen (bei schräger Anordnung) oder
von außen nach innen (bei gerader Anordnung) stetig abnimmt, wobei ihre Unterkanten
jedoch, gegebenenfalls gestaffelt oder treppenförmig, übereinanderliegen. Zweckmäßig
wird ein Überhitzer so eingebaut, daß die Überhitzerelemente von oben in die Wasserrolirgruppen
an einer von Wasserrohren frei gelassenen Stelle, die vom Verbrennungsraum durch
Wasserrohre getrennt ist, eingehängt sind. Die Vorteile der Durchbildung eines Wasserröhrenkessels
nach der Erfindung liegen insbesondere in der billigen Herstellung und in dem sicheren
und wirtschaftlichen Betrieb, die mit einem solchen Kessel möglich sind.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsformen eines Kessels nach der Erfindung
beispielsweise dargestellt. Abb. i zeigt zur Hälfte in Vorderansicht, zur Hälfte
im Schnitt nach Linie i-i von Abb. 2 (in der Pfeilrichtung gesehen) eine Ausführungsform
des Kessels. Abb.2 ist ein Schnitt im rechten Winkel zu Abb. i. Abb.3 ist eine abgeänderte
Ausführungsform, 'die eine Hälfte in Ansicht und die andere Hälfte im senkrechten
Schnitt.
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In den Abb. i und 2 wird der Brennstoff auf den Rosten i im unteren
Teil des von der Ummauerung 2 umschlossenen Feuerungsraumes verbrannt. Oberhalb
der Roste befindet sich der Feuerraum 3 und der Verbrennungsraum .4. Die Feuerung
kann gewünschtenfalls auch für Kohlenstaub, 01
oder Gas eingerichtet werden;
in diesen Fällen ,werden die Roste durch Brenner ersetzt. Die Heizfläche des Kessels
liegt auf beiden Seiten des Verbrennungsraumes, derart, daß dieser Raum die Gestalt
eines A oder eines umgekehrten
V hat, wobei die Spitze des V oben
liegt.
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Die Heizfläche des Kessels umfaßt gerade Rohre, deren Enden in einander
gegenüberliegenden Wasserkammern befestigt sind. Diese Kammern liegen neben den
seitliche:i Wänden der Kesselummauerung, wie aus Abb. 2 hervorgeht. jede Kammer
hat rechteckigen Querschnitt und kann aus mehreren Teile bestehen; beispielsweise
sind die an den Verbrennungsraum angrenzenden Reihen aus drei Teilen zusammengesetzt,
die im Schnitt der Abb. i mit a, b und c bezeichnet sind. Die auf der anderen
Kesselseite liegenden Teile sind symmetrisch zu den im Schnitt gezeichneten Teilen
angeordnet. Die Kammern der nächsten (in Richtung nach außen liegenden) Reihen haben
ebenfalls dreiTeiled, e und f, ebenso die fünfte Reihe. Die dritte und die vierte
Kammerreihe hat nur je einen langen oberen Teil w bzw. x und einen
kurzen unteren Teil v bzw. N. Die sechste und siebente Reihe -besteht aus zwei Teilen.
Die verschiedenen Kammerteile sind durch Rohrstücke j verbunden.
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Die den in Abb. i gezeigten Kammern gegenüberliegenden Kammern, d.
h. die, in denen die vorderen Enden der in Abb. i gezeigten Wasserrohre befestigt
sind, liegen etwas niedriger als die hinteren Kammern. Dies geht auch aus Abb.2
hervor. Daher verlaufen die Wasserrohre 6 mit einer Steigung zur Rückseite des Kessels.
Diese Steigung hat den Zweck, den Wasserumlauf durch die Rohre zu erleichtern und
dem in ihnen gebildeten Dampf ein leichteres Entweichen zu ermöglichen. In den in
Abb.2 auf der linken Seite gezeigten Kammern findet ein Abwärtsströmen, in den auf
der rechten Seite gezeigten Kammern ein Aufwärtsströmen des Wassers statt.
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Die die Kammern a, b und c mit den ihnen gegenüberliegenden
Kammern verbindenden Wasserrohre sind nicht nur der Einwirkung der an ihnen v orbeiströmenden
Heizgase, sondern auch der strahlenden Wärme der Feuerung ausgesetzt. Sie müssen
datier eine genügende und sichere Wasserzufuhr und einen richtigen Umlauf haben.
Die Menge des Wasser- und Dampfgemisches, das am anderen Ende dieser Rohre entnommen
wird, ist groß. Aus diesem Grunde sind zusätzliche Umlaufkammern vorgesehen, die
mit g, h, i und g1, hl, il bezeichnet sind. Die Teile g, lt., i sind in der
gezeigten Weise durch Rohrstücke untereinander verbunden; die Teile g .und lt stehen
mit ihren oberen Enden bei k und m. mit den Teilen x und o in Verbindung. Die Teile
g1, fit, il sind an ihren unteren Enden bei p, q
und r mit den Teilen
a, b und c in Verbindung. Die Teile g und e stehen durch Rohrstücke mit den
Teilen j und jl in Verbindung, die beide neben der Kesselwand und parallel zu ihr
angeordnet und mit den Wasserrohren 7 verbunden sind. Die andere Hälfte des Kessels
ist ebenfalls mit derartigen zusätzlichen Umlaufkammern versehen.
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Der obere Teil des Raumes zwischen der zweiten und der dritten Wasserrohrreihe
wird durch die Heizfläche eines Überhitzers ausgefüllt. Die in der Zeichnung dargestellte
Gestalt dieses Überhitzers stellt nur eine bevorzugte Ausführungsform an bevorzugter
Stelle dar. Er besteht aus zwei Sammlern 8 und g und aus Überhitzerelementen io,
deren Enden an die Sammler angeschlossen sind. Ein Rohr 9a verbindet den Dampfbehälter
14 mit - dem Überhitzer-Naßdampfsammler g, während 8a den Auslaß für den überhitzten
Dampf bezeichnet.
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An die oberen Enden der obersten Wasserkammerteile sind Rohre i i
und 12 angeschlossen; die Rohre ii stellen mit einer Querkammer 13, die Rohre 12
mit dein Behälter 14 in Verbindung. Die Querkammer 13 ist mit dem Dampfbehälter
14 durch Rohre 15 verbunden. Auch der Überhitzer und die Teile i 1, 12 und 15 sind
auf der anderen in Abb. i in Ansicht gezeigten Seite des Kessels ebenso angeordnet
wie auf der im Schnitt gezeigten Seite.
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Außer den erwähnten Kammern und Rohren sind weitere Kammern und Rohre
angeordnet, die weiter ab von der Feuerung liegen und einen Vorwärmer bilden. Einige
dieser Kammern sind mit A bezeichnet, w:-hrend ihre Verbindungswasserrohre
mit 16 bezeichnet sind. Durch diese Kammern und Wasserrohre fließt <las Speisewasser
des Kessels auf seinem Wege zum Kessel. Der Weg, den das Wasser beim Durchfließen
des Vorwäriners nimmt, ist unwesentlich und daher nicht näher bezeichnet. Anschlüsse
all den Schornstein sind bei 17 und 18 gezeigt. Oben ist der Kessel durch eine Wand
ig abgedeckt, die auf den obersten Kessel- und Vorwärinerro-hren liegt.
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Die Heizgase steigen zu den Schornsteinanschlüssen 17 und 18 auf,
wobei sie die Überliitzer- und Vorwärmerheizfläche bestreichen. Aus der Gestalt
und Anordnung der Teile folgt eine Zusammenziehung des Durchflußquerschnittes für
die Heizgase ungefähr im Verhältnis zu der Zusammenziehung, welche die Heizgase
durch ihre Abkühlung an den Heizflächen erleiden.
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Das Wasser fließt durch die links in Abb. 2 gezeigten Kammern nach
unten, dann' durch die Rohre 6 zur anderen Seite des Kessels und aufwärts durch
die Kammern dieser Kesselseite, dann durch die Rohre i i in die
Kammer
13 durch die Umlaufrohre 15 zum Behälter 14 und von dort durch die
Rohre 12 zurück zu den Kammern der linken Seite. Der erzeugte Dampf wird durch das
Rohr ga zum Überhitzer geführt, von dem er im überhitzten Zustand dem Auflaß 8a
zur Abführung an der Verwendungsstelle zuströmt.
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Die Hauptvorteile des beschriebenen und dargestellten Kessels sind
folgende: Es werden nur gerade Rohre verwendet. Große Behälter, die bei hohen Drücken
teuer «-erden, sind vollständig vermieden. Ein verhältnismäßig großer Teil der Kesselverdampfungsfläche
ist der strahlenden Wärme der Feuerung ausgesetzt. Die Gestalt und Anordnung der
Wasserrohrheizfläche ist derart, daß ein großer Verbrennungsraum ent.-steht, ohne
daß der Kessel, d. h. der Rauminhalt des ummauerten Kessels, vergrößert zu werden
braucht. Die Wasserrohrheizfläche ist nach unter. verlängert, so daß ein Schutz
für die feuerbeständigen Wände des Verbrennungsraumes entsteht, deren Unterhaltung
in modernen Kesselanlagen sehr teuer wird. Die Wasserkammern, in welche die Wasserrohre
münden, sind unterteilt und können aus Flußeisen, Gußstahl o. dgl. bestehen. Die
Abnahme des Gasquerschnittes, welche ungefähr proportional der Abnahme des spezifischen
Gasvolumens ist, wird ohne Anwendung von Leitwänden erreicht, die stets teuer in
der Anschaffung und Unterhaltung sind. Da keine Umkehr des Gasstromes stattfindet,
werden die Zugverluste vermindert. Der Überhitzer liegt nahe genug an der Feuerung,
um den in modernen Anlagen gewünschten hohen Überhitzungsgrad liefern zu können,
und ist doch genügend gegen zu große strahlende und andere Wärme durch Zwischenschaltung
wassergefüllter Flächen geschützt. Die Wasserrohre sind so angeordnet, daß sie in
bezug auf die Richtung des Gasstromes versetzt liegen, was bei der beschriebenen
Kesseldurchbildung erreicht «erden kann, ohne daß die Gestalt der Kammern verwickelt
wird.
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Bei der in Abb.3 dargestellten Ausführungsform ist die allgemeine
Anordnung der Feuerung und derKesselheizfläche ähnlich der hei der zuerst beschriebenen
Ausführungsform, nur sind die Wasserkammern, in welche die Wasserrohre münden, hier
in senkrechter Lage angeordnet. Die Kammern auf der rückwärtigen Seite liegen tiefer
als die auf der vorderen Seite, so daß die Wasserrohre auch hier die für den Wasserumlauf
erforderliche Neigung aufweisen. Die Kamunern weisen von der Mitte des Kessels nach
außen gesehene wachsende Längen auf und sind auch hier zweckmäßig unterteilt; die
Anzahl der Teile ist beliebig. Ein Raum ist frei gelassen für den Überhitzer ioa,
dessen Elemente ungefähr parallel zu den schrägen Seiten des -"erbrennungsraumes
liegen und nur durch eine geringe Anzahl von Wasserrohren von diesem getrennt sind.
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Bei der Ausführung in Abb. 3 sind keine Hilfseinrichtungen für die
Unterstützung des Wasserumlaufes gezeigt; sie können jedoch auch hier verwendet
werden.
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Bei der dem Beschauer der Abb.3 zugekehrten Seite des Kessels ist
die Wand durch Wasserrohre 30 geschützt, die oben an die Wasserkammern des
Kessels und unten an eine besondere Wasserkammer 31 angeschlossen sind. Diese Kammer
30 steht mit dem Wasserraum des Behälters i4a durch ein Rohr 32 in Verbindung.
Eine solche \@-asserrohrschutz«-and kann auch auf der gegenüberliegenden Seite des
Kessels angeordaet sein.
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Ein Blasrohr 33 .dient zum Ausblasen von Unreinigkeiten aus den Kammern,
mit denen css durch Rohre 34 verbunden ist.
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Auch diese Ausführungsform des Kessels, auf die im allgemeinen die
Beschreibung der ersten Ausführungsform paßt, weist die gleichen Vorteile auf wie
jene.