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Dampferzeuger mit äetßen beheizten Verdampfungsrohren. Die Erfindung
betrifft einen Dampferzeuger, der bei kleiner Rauminanspruchnahme große Dampfmengen
in kurzer Zeit liefern kann. Der Dampferzeuger eignet sich auch für die Erzeugung
besonders hochgespannten Dampfes. Bei ihm gelangen außen beheizte Verdampfungsrohre
zur Anwendutlg, die andere konzentrisch zueinander angeordnete, ebenfalls zur Ver.darnpfung
des Wassers dienende Rohre aufnehmen.
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Die Neuerung besteht darin, daß die konzentrisch ineinander angeordneten
Rohre, welche sich in den von den Feuergasen unmittelbar beheizten Rohren befinden,
zahlreiche feine, etwa radial gerichtete öfrl,un= gen besitzen. Die konzentrisch
ineinander angeordneten Rohre werden nacheinandet- in radialer Richtung von dem
Wasser bzw. dem aus ihm entwickelten Dampf durchströmt. Durch die Anwendung der
zahlreichen engen Bohrungen oder öffnungen wird die Fläche, an der das zu verdampfende
Wasser mit Metall in Berührung kommt und von ihm Wärme aufnehmen kann, sehr vergrößert.
Ein gegebenes außenbeheiztes Kesselrohr vermag also eine besonders große Wassermenge
zu verdampfen, weil seine Wärme abgebende Fläche außerordentlich vergrößert ist.
Die äußeren, vielfach radial durchbrochenen Rohre werden teils durch Strahlung,
teils aber auch dadurch beheizt, daß sie wenigstens am Ende mit einem verhältnismäßig
großen Teil der Innenfläche der von den Feuergasen unmittelbar bestrichenen Rohren
in Berührung sind. Zweckmäßig werden, alle konzentrisch ineinandersitzenden Innenrohre
so gestaltet, daß sie an ihrem einen Ende mit großer Fläche unmittelbar mit der
Innenfläche des von den Feuergasen bespülten Rohres in Berührung sind. Diese Berührung
bleibt auch im Betrieb aufrechterhalten, wenn für die Innenrohre oder deren erwähnten
Enden ein Metall gewählt wird, welches sich bei gegebener Temperaturzunahme stärker
dehnt als das Metall der unmittelbar von den Feuergasen bespülten Rohre.
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Die Zuführung des Speisewassers erfolgt zweckmäßig durch eine enge
achsiale Bohrung an dem einen geschlossenen Ende des von den. Feuergasen bespülten
Rohres. Der Querschnitt dieser Bohrung wird viel kleiner gewählt als der Gesamtquerschnitt
der Löcher oder Durchbrechungen eines der vielfach gelochten Rohre. Von einer Erweiterung
dieser engen, zentralen, zur Einführung des Speisewassers dienenden Bohrung aus
führen eine Anzahl Bohrungen, deren jede wesentlich enger als sie ist,. nach dem
Ringraum, der zwischen der Innenfläche des von den Feuergasen unmittelbar beheizten
Rohres und dem äußersten, radial durchbrochenen Rohre verbleibt. Auf diese Weise
wird auch bei wagerechter Lage der Rohre eine gute Verteilung des Wassers über den
ganzen Umfang des äußeren Hohlraumes erzielt; das unmittelbar von den Feuergasen
bestrichene Rohr hat also am ganzen Umfange Gelegenheit, Wärme an Wasser abzugeben.
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Abb, i bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß
erbauten Dampferzeugers.
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Die Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform.
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Abb. i ist ein Schnitt nach A-B in Abb. 2. Abb. 2 ist ein Schnitt
nach C-D in Abb. i. Abb. 3 ist ein wagerechter Schnitt, nach E-F in Abb.
i.
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Abb: d. ist ein Längsschnitt durch eines der Verdampfungsrohre.
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Der Kessel besteht aus den Verdampfungsrohren i, 2 und 3 und. den
Überhitzungsrohren 4bisi5. DieVerdampfungs-undÜberhitzungsrohre ruhen in' senkrechten
Wänden 16, 17.
Sämtliche Rohre ragen: aus diesen Wänden hervor, so daß mit
ihren Enden, beispielsweise durch Verschraubungen 18, fJberströmungsrohre i9 verbunden
werden können. Die Vorrichtung, welche erfindungsgemäß zum Zerteilen und Verdampfen
des Wassers dient und von der Abb. 4 eine beispielsweise Ausführung zeigt, braucht
nur in einem der Verdampfungsrohre angeordnet zu werden. Enthalten mehrere Verdampfungsrohre
solche Zerteilungsvorrichtungen und ist die gewünschte Dampfmenge so groß, daß sie
in einem Verdampfungsrohre nicht erzeugt werden kann, so werden diese Rohre zweckmäßig
parallel geschaltet.
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Das Speisewasser fließt durch eine enge Bohrung 2o der Verschlußschraube
2i (Abb. q.) in das betreffende Verdampfungsrohr hinein. Die zum Zerteilen und Verdampfen
dienende Vorrichtung besteht aus dem äußeren Zylinder 22 und dem inneren 25. Der
Zylinder
22 hat einen Kopf 23, dessen DurClimesser gleich dein Innendurchmesser des Verdampfungsrohres,
z. B. i, ist und der mit großer Fläche gegen die Innenfläche dieses Rohres anliegt.
Zwischen der Außenfläche des Zvlinders 22 und der Innenfläche des Rohres i -verbleibt
ein Ringraum 23a. Dieser empfängt durch die engen Bohrungen 24 des Kopfes 23 das
Speisewasser. Der in den Zylinder 22 eingesetzte Zylinder 25 hat ebenfalls einen
mit großer Fläche gegen die Innenfläche des Rohres i anliegenden Kopf 26. Zwischen
der Außenfläche des Zylinders 25 und der Innenfläche des Zylinders 22 verbleibt
ein Ringraum 2£. Beide Zylinder 22 und 25 nehmen also unmittelbar durch Leitung
Wärme von dem äußeren, von den Feuergasen bespülten Rohre auf; sie haben eine große
Zahl feiner Durchbrechungen 29 bzw. 3o. Die letzteren Durchbrechungen sind gegen
die ersteren, wie die Abb.4 zeigt, versetzt angeordnet, so daß das Wasser auch gezwungen
wird, noch die Wandflächen der Innenrohre zu bespflen, die ganze Rohrfläche also
gut ausgenutzt wird. Die Zahl der Bohrungen 24 wird so groß gewählt, daß das Wasser
gleichmäßig über dem Querschnitt des Ringraumes 23a verteilt wird und sich daher
auch über die vielen feinen Öffnungen 29 gleichmäßig verteilen kann. . Das Wasser
wird während seines Durchganges durch den Ringraum 23a und die vielen feinen öffnungen
der beiden Zylinder 22 und 25 auf die Verdampfungstemperatur gebracht und verdampft.
Aus den Rohren i kommt also gewöhnlich nur Dampf heraus oder ein Gemisch von Dampf
und Wasser, welches aber wenig Wasser enthält.
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Wenn eine Anzahl Kesselrohre, z. B. i bis 3, hintereinander geschaltet
sind, ist die Wirkungsweise eine etwas andere. Dann tritt aus dem ersten Verdampfungsrohr
i entweder nur Wasser oder starkwasserhaltiger Dampf aus dem zweiten Verdampfungsrohr
2 kommt ein Gemisch, «-elches aber bereits weniger Waser enthält, und aus dem letzten
schließlich nur gesättigter oder wenig feuchter Dampf.
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Der gesättigte oder feuchte Dampf durchströmt nur die Überhitzerrohre
d. bis 15 etwa in .der Reihenfolge, in der sie in der Zeichnung bekannt sind. An
das letzte Überhitzungsrohr kann das Absperrventil angeschlossen werden, von dem
aus der heiße Dampf zur Maschine oder sonstigen Verwendungsstellen gelangt.
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Auch wenn bei Hintereinanderschaltung der Verdampfungsrohre die Zerteilungund
Verdampfung des Wassers schon in dem ersten Verdampfungsrohr i stattfindet, können
die beiden folgenden Rchre 2 und 3 erfindungsgemäß entworfene Vorrichtungen enthalten;
diese dienen dann dazu, große Tropfen und kleinere zusammenhängende Wassermassen,
die sich auf dem Wege von. dem einen Verdampfungsrohr zu dem andern gebildet haben,
erneut zu zerstäuben oder aber auch zu überheizen.
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Statt das in die V erdampfungsrohre eingetretene Wasser durch Kanäle
24 (Abb. d.) in den Ringraum :23a zwischen dem Zylinder 22 und dem Rohr i eintreten
zu lassen, so daß der Dampf oder das zerstäubte Wasser den Zylinder 25 zuletzt durchströmt,
kann die Anordnung auch die umgekehrte sein, nämlich derart, daß das Wasser aus
dem Verschlußstück 21 zuerst in das Rohr 25 gelangt. Es strömt dann, nachdem er
die öffnungen 29 des Rohres 22 passiert hat, feinverteilt oder bei geringerer Belastung
des Kessels bereit: in Dampfform gegen die Innenfläche des Rohres i. Der von dem
Wasser etwa mitgeführte Kesselstein bildet sich dann vorwiegend in den Zylindern
22 und 25, und diese lassen sich zwecksReinigung oderErneuerung leicht aus den Rohren
entfernen.
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Bei dem als Ausführungsbeispiel gewählten Kessel ziehen die Feuergase
in der in Abb. i durch Pfeile angegebenen Richtung.