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Vorrichtung zur Vorwärmung der Verbrennungsluft bei Lokomotiven durch
die Abgase. Bei Lokomotiven sind Vorrichtungen zur Vorwärmung der Verbrennungsluft
durch die Abgase bekannt, bei denen Abgase und Luft im Gegenstrom an je einer Seite
der Trennungswände strömen, durch die die Wärme übertragen wird. Derartige Vorwärmungsvorrichtungen
sind sehr umfangreich, so daß die Rauchkammer der Lokomotive keinen genügend großen
Raum für einen solchen Luftvorwärmer darbietet. Die Verwendung eines Luftvorwärmers
dieser bekannten Art auf einer Lokomotive wird auch dadurch erschwert, daß die Abgaskanäle
ziemlich lang werden, wodurch der Feuerungszug schlecht wird, und erschwert auch
die Anbringung der überhitzerrohre. Ein weiterer Nachteil bei den bisher bekannten
Luftvorwärmern für Lokomotiven liegt darin, daß sie den schwankenden Belastungen
der Feuerungen nicht angepaßt werden können.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vorwärmung der Verbrennungsluft
bei Lokomotiven durch die Abgase, durch die die obengenannten Nachteile beseitigt
werden. Gemäß der Erfindung ist ein an sich bekannter drehbarer, während des Betriebes
ständig umlaufender Regenerator mit wagerechter Drehachse in die Rauchkammer derart
eingebaut, daß er sowohl im Wege der Abgase als auch im Wege der vorzuwärmenden
Luft liegt.
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Außer den Vorteilen, die auf die kurzen Abgaskanäle und somit auf
den kleinen Widerstand gegen die Strömung der Abgase zurückzuführen sind, erreicht
man durch die Erfindung den großen Vorteil, daß der zylindrische Regenerator sich
in die Rauchkammer einpassen läßt, die ganz einfach als eine Verlängerung des Kesselmantels
ausgebildet werden kann, so daß die hergebrachte Form des Dampfkessels nicht geändert
zu werden, braucht. Der Regenerator kann bequem an der Rauchkammertürangebracht
werden, so daß er beigeöffneten Rauchkammertür nachgesehen werden kann und gleichzeitig
ein Nachsehen und Reinigen des üb.erhitzers und der Dampfkesselrohre gestattet.
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Ferner kann durch Regelung der Umlaufzahl des Regeaerators die Temperatur
der Verbrennungsluft der jeweiligen Belastung der Feuerung angepaßt werden.
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Die Zeichnung zeigt mehrere Ausführungsformen. Abb. i zeigt eine Seitenansicht,
teilweise im Schnitt, einer gemäß der Erfindung ausgeführten Lokomotive. Abb. 2
zeigt eine Seitenamicht einer anderen Ausführungsform der Lokomotive. Abb. 3 zeigt
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform und Abb. 4 eine Stirnansicht derselben.
Abb. 5 und 6 stellen Schnitte durch das vordere Ende der Rauchkammer einer gemäß
der Erfindung ausgeführten Lokomotive dar.
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In Abb. i bezeichnet i den Dampfkessel, 2 den Führerstand, 13 die
Rauchkaminen und 3 den Schornstein. Die Abgase, die von der Feuerung i i aus die
Rohre i :z durchströmen, gelangen bei der dargestellten Ausführungsform in eine
abgetrennte Abteilung der Rauchkammer 13, von der sie den Regeneratordrehkörper
durchströmen und mittels eines im Schornstein angeordneten Ventilators 4. in die
umgebende Luft hinausgetrieben werden. Die vorzuwärmende Luft tritt in der Richtung
des Pfeiles a zufolge des durch die Feuerung erzeugten Luftzuges, der gegebenenfalls
durch den Ventilator q. hervorgerufen oder unterstützt wird, und zufolge der Geschwindigkeit
der Lokomotive in den Kanal io und strömt durch den unteren Teil 14 des Rotors in
den Kanal 15 hinein, der unterhalb des Dampfkessels i gelegen ist. Durch
den Kanal 15 wird die Luft der Feuerung i i ganz oder teilweise unterhalb des Rostes
17 im Aschenraum 16 zugeführt. Der in bekannter Weise regenerative Masse enthaltende
Drehkörper 14 wird durch die warmen Abgase erhitzt, die
dadurch
abgekühlt werden, und gibt seine Wärme an die vorzuwärmende Luft wieder ab. Der
Drehkörper wird von :einem besonderen Motor 5 aus oder von demselben Motor 6, der
den Ventilator ¢ antreibt, angetrieben. Um das Einfangen der Luft zu erleichtern,
ist der äußere Teil des Kanals 15 als ein Trichter 7 ausgebildet, in dem
in bekannter Weise eine jalousievorrichtung 8 derart angeordnet ist, daß der zu-
; folge der Geschwindigkeit des Zuges entstehende Einfangdruck bei Anfeuerung in
der i Feuerung I I herabgesetzt werden kann. Bei i geschlossener Stellung der Jalousievorrich.tung
wird die Luft in bekannter Weise seitlich eingelassen.
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In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt,
bei der der regenerative Drehkörper durch die gestrichelten Linien 2o bezeichnet
ist. Dieser Drehkörper 2 o ist vor dem Überhitzer 2 r in der Rauchkammer 22 angeordnet,
die dadurch: in zwei Teile, in einen vorderen und einen: hinteren, geteilt wird.
Der vordere sowohl als der hintere Teil der Rauchkammer sind ferner durch Wände
23 und 24 in zwei Teile geteilt, derart, daß die Abgase in der Richtung des Pfeiles
b durch die Rauchkammer und den oberen Teil des Drehkörpers hin-durchströmen und
dann durch den Ventilator 26 üi den Schornstein hinausgetrieben werden. Die vorzuwärmende
Luft strömt in der Richtung des Pfeiles c durch die unteren Teile der Rauchkammer
und des Drehkörpers hindurch in einen unterhalb des Dampfkessels 27 angeordneten
Kanal 28, durch den die erwärmte Luft unterhalb der Feuerung 29 geführt wird.
Der vordere und obere Teil der Rauchkammer ist mit einem RußfärLg,er3o verbunden,
durch den Ruß .oder Staub aus der Rauchkammer auch während der Fahrtentfernt werden
kann. Die Rauchkammer kann auch derart angeordnet werden, daß sie zwecks Nachsehens
während des Aufenthaltes auf Haltestellen oder in Lokomotivschuppen mittels Scharniers
o.dgl. bei den Flanschen 31 geöffnet werden kann. In der offenen Stellung sind auch
der überhitzer und die Rohre des Dampfkessels zwecks Nachsehens und Reinigens zugänglich.
Der Kana128, der die Luft unterhalb des Rostes in die Feuerung 29 leitet, ist bei
dieser Ausführungsform in gleich:.er Höhe mit dem Rahmen 32 gelegen, kann aber auch
an einer anderen Stelle angeordnet sein, nur muß er außerhalb des Dampfkessels liegen
und die Luft im wesentlichen unterhalb des Rostes des Dampfkessels führen.
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Bei der in Abb. 3 und ¢ dargestellten Ausführungsfo-rm ist der kreisende
Regen:erator 41 im vorderen Teil der Rauchkammer vor dem Schornstein angebracht.
Die Abgase strömen durch den oberen Teil der Rauchkammer oberhalb der Wände 42 und
43, von wo sie mittels des Ventilators 44 durch den Schornstein 45 in Richtung des
Pfeiles d hinausgetrieben werden. Die vorzuwärmende Luft tritt unterhalb der Wand
42 in Richtung des Pfeiles e ein und strömt unter Erwärmung durch den unteren Teil
des Rotors 4 r und dann durch den Kanal47 in den in gleicher Höhe mit dem Rahmen
vorgesehenen Kanal 48, durch den sie der Feuerung 49 zugeführt wird. Bei der dargestellten
Ausführungsform ist ein Rußfänger 5o vorgesehen. Der hintere Teil der Rauchkammer
ist durch den Mannlochdeckel5i zugänglich. Zwecks Nachsehens und Fegens der Rohre,
des überhitzers u. dgl. kann der vordere Teil der Rauchkammer durch Scharniervorrichtungen
bei dem Flansch 52 geöffnet werden, so. daß der regenerative Drehkörper nach außen
gedreht werden kann und die Rohre zugänglich werden. An dieser Drehung des vorderen
Teiles der Rauchkammer nimmt auch der unterhalb des Flansches 53 liegende Teil des
Schornsteins 45 teil. Bei der Anfeuerung des Dampfkessels, wobei mittels Ventilators
kein Zug :erzeugt werden kann, werden die Abgase, ohne den Luftvorwärmer zu durchströmen,
durch die öffnung 54 hindurch unmittelbar in den Schornstein entlassen. Diese öffnung
54 kann, wenn der Vorwärmer benutzt wird, mittels :eines Schiebers geschlossen werden.
Der Vorwärmer wird zweckmäßigerweise auch während der Anfeuerung verwendet, sobald
ein so hoher Druck im Kessel vorhanden ist, daß der Ventilator ¢¢ in Betrieb gesetzt
werden kann. Dieser Ventilator 44 kann auch in anderer Weise angetrieben werden,
z. B. elektrisch, in welchem Falle die Anfeuerung unabhängig von dem vorhandenen
Dampfdruck stattfinden kann. Wie Abb. ¢ zeigt, füllt der Drehkörper 4t den Querschnitt
der Rauchkammer völlig aus, so daß sein äußerer Durchmesser mit dem inneren Durchmesser
der Rauchkammer nahezu übereinstimmt. Um eine Regelung der zufolge der Geschwindigkeit
des Zuges eingepreßten Luft zu bewirken, ist die nach vorn gerichtete öffnung des
Luftkanals in bekannter Weise mit Jalousien 8o versehen, die z. B. während der Anfeuerung
geschlossen werden können, wobei die für die Unterhaltung des. Feuers in der Feuerung
erforderliche Luft durch kleinere Löcher oderöffnungen 55 im Mantel der Rauchkammer
Zutritt erhält.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die Antriebmaschinen
nicht dargestellt, weil die Erfindung unabhängig von deren Form ist.
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In Abb. 5 und 6 sind Schnitte durch den vorderen Teil einer Rauchkammer
dargestellt, in die :ein. regenerativer Luftvorwärmer eingesetzt ist. Diese Abbildungen
zeigen besonders
Ausführungsformen, bei denen der Ventilator' und
der Drehkörper durch einen und denselben Motor, z. B. durch dieselbe Turbine, angetrieben
wird. Die strichpunktierte Linie 6o bezeichnet die Kesselstirnwand, durch die die
Kesselrohre geführt sind, die in den durch die Wand 61 begrenzten oberen und hinteren.
Teil der Rauchkammer .einunünden. Die Abgase strömen in der Richtung- des Pfeiles
f, wie vorher beschrieben, um den Innenteil des Schornsteins herum und durch den
oberen Teil des ringförmigen Drehkörpers 67 zum vorderen und oberen: Teil 63 der
Rauchkammer, von wo aus sie mittels des im Hohlraum des ringförmigen ,Drehkörpers
angeordneten Ventilators 64 durch den - unten als ein Diffusor geformten, in den
Hohlraum des Drehkörpers sich erstreckenden. Schornstein hindurch hinaus- getrieben
werden. Die vorzuwärmende Luft strömt bei 66 ein, streicht in der Richtung des Pfeiles
g durch den unteren Teil des Drehkörpers 67 und wird -durch den Kanal
68 hindurch der Feuerung zugef üh rt.
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Bei der in Abb.5 dargestellte. Ausführungsform ist der Ventilator
6¢ in bekannter. Weise mit einer Turbine 69 zusammengebaut, deren Rahmen
70 gleichzeitig als ölbehälter zur Schmierung des Triebwerkes dient. Durch
ein am anderen Wellenende der Turbine angeordnetes Zahnradgetriebe 71, das mit dem
Zahnradgetriebe einer die Schmierung bewirkenden Zahnradpumpe zusammengebaut sein
kann, wird die Bewegung der Turbine unter Geschwindigkeitsherabsetzung auf eine
Welle 72 übertragen, von der die Bewegung mittels einer Kette 73, eines Riemens
o. dgl. auf .eine Welle 7¢ übertragen wird. Die Kette oder der Riemen 73 kann eingekapselt
sein, entweder zusammen mit dem zugehörigen: Kettenrade oder der Riemenscheibe,
oder derart, daß die beiden Teile der Kette oder des Riemens von je einem Gehäuse
umgeben sind. Auf der Welle 7q. ist eine Rolle 75 befestigt, die auf der Außenseite
des Mantels des Drehkörpers oder auf einer daran vorgesehenen Schiene 76 läuft.
Der Ventilator 64 und der Drehkörper 67 werden also durch ein und denselben Motor,
die Turbine 69, angetrieben.
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Bei der in Abb.6 dargestellten Ausführungsform ist die Turbine 69
auch auf einem Ölbehälter 70 gelagert. Ihr vom Ventilator 64 abgekehrtes
Wellenende ist mit einer Zahnradpumpe 77 verbunden, die öl außer zur Schmierung
des Turbinentriebwerkes auch durch die Leitung 78 zu einer als Motor dienenden Zahnradpumpe
79 pumpt. Die Welle dieser Zahnradpumpe, die dadurch angetrieben wird, daß Öl durch
dieselbe gepreßt wird, ist an ihrem einen Ende mit der Rolle 75 versehen, die in
der beschriebenen Weise auf dem äußeren Mantel des Drehkörpers oder ,auf -einer
darauf vorgesehenen Schiene 76 läuft. Auch in diesem Falle treibt also die Turbine
69 den Ventilator 64 und den Drehkörper 67-.
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Außer durch die Rolle 75, die den Drehkörper 67 antreibt, wird dieser
in bekannter Weise durch weitere Rollen geführt und getragen, die gegebenenfalls
als treibende Rollen ausgeführt werden können. Die Ausdehnung durch die Erwärmung
bewirkt eine Zunahme des Durchmessers des Drehkörpers, deshalb muß z. B. die Rolle
7 5 mittels Federn oder anderer Vorrichtungen nachgiebig gegen den Mantel oder die
Schiene des Drehkörpers gepreßt werden. Diese Anpassung kann entweder dadurch ermöglicht
werden, daß die ganze Pumpe 79 beweglich am Mantel der Rauchkammer angebracht ist,
oder auch dadurch, daß die Rolle 75 auf ihrer Welle beweglich ist.
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Auch für Dampfkessel anderer Art läßt sich die Erfindung .entsprechend
verwenden.