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Dampfkessel für dampfbetriebene Luftfahrzeuge. Bei dampfbetriebenen
Luftfahrzeugen sind bisher die bekannten Wasserrohrkessel in Vorschlag gebracht
worden, deren Oberkessel quer zur Fahrtrichtung des Luftfahrzeuges liegen soll.
Bei einem ohne Kurven stattfindenden dynamischen Aufstieg des Flugzeuges mögen diese
Kessel wohl ohne Betriebsstörungen arbeiten können, aber niemals bei den in Kurven
stattfindenden Aufstiegen, weil hierbei in dem langen Oberkessel
die
ganze Wassermasse von einer zur anderen Seite herüber- und wieder zurückgeworfen
wird. Der gleiche Vorgang spielt sich auch bei Gleitflügen und Landungen ab, so
daß der Kessel dauernd wechselnden hohen Beanspruchungen unterworfen ist. Abgesehen
davon, daß hierdurch Wasserstandsgläser dauernd ersetzt werden müssen, findet bei
dieser großen Wasserbewegung ein ständiges Aufwühlen der Speisewasserabsonderungen
statt, die sich bis zu den Eintrittsstutzen der Armaturen hochspülen und diese nicht
nur vorzeitig verschmutzen, sondern auch in ihren Funktionen behindern, z. B. schließen
hierdurch baldigst die Ventile nicht mehr dicht, Manoineterröhren und Wasserstandsstutzen
verstopfen usw., welches naturgemäß große Gefahren in sich schließt.
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Diesen Übelständen und Gefahren wird durch die Erfindung in wirksamster
Weise abgeholfen, deren Wesen darin besteht, daß für die Dampferzeugung ein runder
stehender Kessel Anordnung findet, welcher aus einem Oberkessel mit in dessen Boden
sitzenden und frei in den Feuerungsraum hineinragenden U-förmigen Siederohren besteht
und in einem Abstand von einem zweiten in halber Höhe unterteilten Kessel umschlossen
wird. Der untere Teil dieses Außenkessels umschließt den Feuerungsraum und dient
als Speisewasservorwärrner, während der obere Teil desselben als Gaskanal dient,
in welchem gleichzeitig ein Überhitzer untergebracht ist. Die Speisung des Kessels
erfolgt durch ein im Oberkessel unterhalb vom tiefsten Wasserstand liegendes Ringrohr,
von welchem durch den Kesselboden in die Feuerung Rohre abzweigen, die durch Kammern
mit den Siederohren am unteren Ende verbunden sind. Hierdurch wird ein guter Wasserumlauf
und eine beschleunigte Verdampfung erreicht, welcher Prozeß noch durch im Oberkessel
senkrecht angeordnete Gasrehre beschleunigt wird, und der Dampf gleichzeitig vorgetrocknet,
ehe er in den Überhitzer gelangt. Durch diese runde Form des Oberkessels mit hängenden
Siederohren verteilt sich die Wassermenge in demselben nach allen Seiten gleichmäßig,
so daß sowohl keim Abstieg wie Aufstieg wie auch in Kurven, die das Fahrzeug zurücklegt,
stets eine gleichmäßige Wasserbewegung stattfindet, ohne daß ein Überstürzen der
Wasserinassen wie bei einem langen Oberkessel möglich ist.
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Der Kessel wird mit flüssigem Brennstoff beheizt, zu welchem Zwecke
die Zerstäuber im Feuerraummantel um 9o° versetzt zueinander stehen. Der Kessel
wird von einem Rahmen im Luftfahrzeug getragen, welcher Rahmen oberhalb des Kessels
gleichzeitig als Träger für die Dampfturbine dienen kann.
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In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Dampfkessels
teilweise im senkrechten Schnitt und Ansicht dargestellt.
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Der Kessel besteht aus dem runden Oberkessel i mit Dampfdom 2, welcher
sich unterhalb von seinem Boden 3 als Mantel d. fortsetzt. Im Boden 3 des Oberkessels
i sind die U-förmigen Siederohre 5 angeordnet, die gruppenweise durch die Wasserkammern
6 untereinander verbunden sind. Im Oberkessel i ist unterhalb vom tiefsten Wasserstand
das mit der Pumpenrohrleitung 7 verbundene Ringrohr 8 angeordnet, von welchem eine
Anzahl Fallrohre 9 nach unten durch den Kesselboden 3 in den Feuerraum abzweigen
und durch Wasserkammern io mit den unteren Enden der Siederohre 5 verbunden sind.
Die Wasserkammern io verbinden gruppenweise die Siederohre 5 an ihren unteren Enden,
so daß durch die Fallrohre 9 alle Siederohre 5 von unten gespeist werden. Zwischen
den oberen Enden der Siederohre 5 sind im Kesselboden 3 die Gasrohre i i eingesetzt,
welche die Haube des Oberkessels i durchdringen, so daß der Feuerraum mit dem oberhalb
des Oberkessels i liegenden Raum durch diese Rohre i i in Verbindung steht. 12 ist
ein unterhalb vom Dampfdom :2 befestigtes Dampfprallblech.
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Der Oberkessel i mit Dampfdom 2 wird in einem Abstand von dem Mantel
13 umschlossen, an welchen sich unten der den Mantel :I umschließende Speisewasservorwärmer
14 anschließt. An seiner höchsten Stelle läuft der Mantel 13 in den Stutzen 15 zum
Aufsetzen des Schornsteines 16 aus. Der Raum innerhalb vom Mantel 13 dient als Gasabzugskanal
und steht durch die im .Mantel 4. unterhalb vom Kesselboden 3 angeordneten Öffnungen
17 mit dem Feuerraum in Verbindung. In diesem Gasabzugskanal ist der Überhitzer
18 angeordnet, welcher in dem Gasabzugskanal breit ausladend angeordnet wird und
dadurch sehr wirkungsvoll ist. Der Speisewasservorwärmer i¢ besitzt in seinem Deckel
mehrere Rohre i9, welche den Oberkessel i im Gasabzugskanal überbrücken und dadurch
dem Gasstrom ausgesetzt sind. Diese Rohre i9 können aber auch den Oberkessel i in
Spiralen umschließen. Der Stutzen 2o am Vorwärmer 14 steht mit der Leitung für das
Kondensat bzw. mit dem Abdampf der Turbine u. dgl. in Verbindung, während der Stutzen
2,1 mit der Speisepumpe verbunden ist, die ihrerseits wieder an die Leitung 7 anschließt.
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Unterhalb vom Speisewasservorwärmer 14 schließt sich an den Mantel
4 die doppel-
Nvandige isolierte Feuerbuchse 22 mit gleichartigem
Boden 23 an, in welcher auf dem Vinfange um je 9o° zueinander versetzt die Zerstäuber
24 für den flüssigen Brennstoff angeordnet sind.
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Die Wirkungsweise des Dampfkessels ist folgende: Nachdem der Kessel
bis zum niedrigsten Wasserstand mit Wasser gefüllt ist, werden die Zerstäuberdüsen
24 in bekannter Weise angestellt, wobei das ganze Siederöhrensystem 5 mit Follrohren
9 und Wasserkam-Inern G und io beheizt wird. Gleichzeitig ziehen die Heizgase einmal
durch die den Oberkessel i durchdringenden Rohre i i und beschleunigen die Dampfentwicklung
und dann al;er auch durch die Öffnungen 1 7 in den Abzugskanal, wobei der Oberkessel
i auch noch von außen beheizt wird, mithin keine Strahlungsverluste hat, sondern
die Dampfentwicklung noch begünstigt wird. Der im Oberkessel i sich entwickelnde
Dampf umgibt die Rohre i i in ihrem oberen Teil, wodurch eine Vorerhitzung stattfindet,
eile derselbe in' den Überhitzer 18 gelangt, so <laß bei dem breitausladenden
Überhitzer 18 mit der Vorerhitzung i i ein hochwertiger Dampf für die Turbine erzielt
wird. Da nun cler Speisewasservorwärmer 1.1, den Mantel .f (1e, Feuerraums umgibt,
so ist dieser gleichfalls gegen eine Ausstrahlung an die Außentemperatur geschützt
und wird dessen Hitze von dem im Vorwärmer 14 befindlichen Speisewasser aufgenommen,
welches durch den Al:dainpf und Kondensat der Turbine, Pumpe u. dgl. gleichfalls
erwärmt und ergänzt wird. Die durch den Gaskanal führenden Rohre i9 des Vorwärmers
14 steigern noch «-eiter die Temperatur des Speisewassers, so daß dem Dampfkessel
beinahe siedendes Wasser wieder zugeführt werden kann. Da nun das Speisewasser durch
die Ringleitung 8 im siedenden Wasser des Oberkessels i fließt, so wird dessen Temperatur
noch weiter gesteigert, ehe es in die der Feuerung ausgesetzten Fallrohre 9 und
von cla in die Siederohre 5 gelangt. Durch diesen Vorgang wird die Dampfentwicklung
sehr beschleunigt, weil nunmehr die Gegenströme im Wasser zwischen Oberkessel i
und Siederohre 5 ausgeschaltet sind. Es findet vielmehr ein störungsfreier Umlauf
des Wassers statt und wird das fortlaufende Abkühlen des kurz vor der Verdampfung
stehenden Wassers im Oberkessel vermieden. Diese Vorteile sind für Luftfahrzeuge
von ausschlaggebender Bedeutung, um den Kessel stets manövrierfähig zu erhalten,
z. B. bei steigender und dann wieder bei abfallender Geschwindigkeit; ebenso beim
Klarmachen vor dem Aufstieg und bei Beendigung der Fährt. Dadurch, daß die Fallrohre
g am inneren Mantel .a. liegen, sind diese der Feuerung nicht so stark ausgesetzt
wie die Siedrohre 5, wodurch in diesen noch keine Dampfentwicklung stattfinden kann.
Außerdem muß bei einem derartigen Kessel die Speisepumpe ständig in Betrieb sein
bzw. der Regler sorgt für einen ständigen Wasserdurchfluß in den Fallrohren 9, während
die Siederohre 5 ständig das Wasser aus den Fallrohren 9 absaugen. Wird die Fahrtgeschwindigkeit
stark herabgemindert, so werden entsprechend ein oder mehrere Strahldüsen gedrosselt
oder ganz abgestellt.