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Großrohrüberhitzer für Heizrohrkessel, insbesondere Lokomotivkessel.
Die Erfindung betrifft einen Großrohrüberhitzer für Heizrohrkessel, insbesondere
Lokoinotivkessel. Sie bezweckt die Vereinfachung der Durchbildung eines Großrohrüberhitzers
der üblichen Schmidtschen Bauart und insbesondere die Vereinfachung der Durchbildung
de: Darnpfsammelkastens und der Anschlüsse der Überhitzerelemente an diesen Kasten.
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Sammelkasten sind bekannt, bei denen die Naßdampfkammer und die Heißdampfkaminer
getrennte Gußstücke bilden und fingerartig ineinandergreifen. Durch die zwischen
den ineinandergreifenden Fingeransätzen der beiden Kammern vorhandenen Luftzwischenräume
wird ein Wärmeaustausch zwischen den beiden Kammern vermieden, der bei Zusammenbau
beider Kammern in einem Gußstück möglich ist. Der Verwendung dieser wünschenswerten
Gestaltung des Dampfsamnielkastens mit getrennt gegossenen und fingerartig ineinandergreifenden
Naß- und Heißdampfkaminern stehen jedoch bei Großrohrüberhitzern Schwierigkeiten
entgegen, die darin liegen, daß die Anzahl der an den Sammelkasten anzuschließenden
Elementenden verhältnismäßig groß ist und auch die .-Anzahl der Fingeransätze der
beiden Kaminern dementsprechend groß wird. Dabei «-erden auch die zwischen je zwei
Elementenden vorgesehenen Befestigungsschrauben verli:iltnistnäßig schwer zugänglich.
Diese der Einführung der getrennt gegossenen fingerartig ineinandergreifenden \aßdampf-und
Heißdarnpfkaminern entgegenstehenden Nachteile werden durch die Erfindung behoben.
Die Erfindung stellt sich dar als eine Vereinigung folgender an sich bekannter Merkmale:
i. eines Dampfsammelkastens, der aus den getrennt gegossenen, fingerartig ineinandergreifenden
Naß- und Heißdampfkammern besteht, mit 2. Überhitzerschlangen von je zwei Windungen,
die in zwei benachbarten Heizrohren so liegen, daß jedes Heizrohr zwei Windungen
zweier verschiedener Schlangen enthält, und mit 3. einem Doppelelement, das durch
Zusammenfassung der Naßdampf- und der Heißdampfenden der in zwei benachbarten Heizrohren
liegenden Schlangen zu einem gemeinsamen '.\Taßdampf-und einem gemeinsamen Heißdampfende
entsteht. Durch die Vereinigung dieser drei Merkmale wird eine Vereinfachung in
der Bauart und Handhabung des Überhitzers erzielt, wie sie in gleicher Vollkommenheit
nicht durch eins dieser Merkmale oder durch die Vereinigung zweier dieser Merkmale
entstehen kann. Das erste Merkmal ergibt an sich den Vorteil der Verhinderung des
Wärmeaustauschs zwischen der Naßdampf-und der Heißdampfkammer. Das zweite Merkmal
ergibt für sich eine Verringerung der Befestigungsmittel für die am Dampfsaminelkasten
anzuschließenden Elementenden, und das dritte Merkmal ergibt für sich eine Verringerung
der Dichtungsstellen, die am Dampfsammelkasten herzustellen sind. Die Gesamtwirkung
der Vereinigung dieser drei Merkmale besteht wegen der Verringerung der Anzahl der
am Dampfsaminelkasten zu <lichtenden Elementenden darin, daß die als getrennte
Gußstücke herzustellenden Heiß-und Naßdampfsammelkaminern mit weniger fingerartig
ineinandergreifenden Ansätzen
hergestellt werden können und damit
einfacher in der Herstellung und im Zusammenhau sind, Gleichzeitig werden die Befestigungsmittel
der am Dampfkasten anzuschließenden Elementenden besonders gut zugänglich. Eine
zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung liegt darin, daß die mit Überhitzerelementen
besetzten Heizrohre versetzt angeordnet sind, anstatt wie bisher allgemein bei Großrohrüberhitzern
üblich, quadratische Teilung aufzuweisen. , Dadurch wird die Anordnung einer größeren
Überhitzerheizfläche und damit die Erreichung einer hohen Überhitzungstemperatur,
die ebenfalls besonders erwünscht ist, möglich. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung besteht darin. daß -die Befestigungsschrauben der Doppelelemente zwischen
zwei gleichartigen, d. 1i. Dampf gleicher Beschaffenheit führenden Enden verschiedener
Doppelelemente angeordnet sind. Dadurch wird ermöglicht, daß die Befestigungsschrauben
entweder in der Wandung der Heißdampfkammer oder in der der Naßdampflcainmer.bzw.
in den Wandting,2n der fingerartigen Ansätze einer dieser Kammern und nicht, wie
es bekannt ist, zwischen der Wandung der Heißdampfkaminer und der Wandung der benachbarten
NZaßdampflzaininer sitzen. Auf diese Weise werden die Dichtungsschwierigkeiten infolge
ungleicher Wärmeausdehnung der beiden verschiedenartigen Kammern vermieden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen #ler Erfindung bei einem Lokomotivkessel
beispielsweise dargestellt. Abb. i zeigt die Erfindung bei einem Großrohrüberhitzer
mit quadratischer Teilung der mit Überhitzerelementen besetzten Heizobre. Abb. z
ist ein i_äugsschnitt durch den Dampfsammelkasten und den an diesen angeschlossenen
Teil des L'berhitzers. Abb.3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des 1Jl:erhitzers
mit versetzt angeordneten Überhitzerrohren. Abb. d. entspricht Abb. a und zeigt
den Längsschnitt durch den Überliitzer dieser abgeänderten Ausführungsform. Abb.5
ist ein Schnitt durch zwei benachbarte ffIeizrohre der Abb. 3 finit einem in diesen
beiden Heizrohren lie-'genden Doppelelement.
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Unter dem Ausdruck Element wird gemäß der üblichen Ausdrucksweise
ein aus mehreren hin und her gebogenen Rohrsträngen l:ertehendes Rohrgebilde verstanden,
das ein an den Dampf sammelkasten angeschlossenes Maßdampfende und ein auch an den
Sammelkasten angeschlossenes Heißdampfende hat. Unter dem Ausdruck Rohrwindung wird
ein aus zwei Einzelsträngen mit einer Umkehrstelle verbundenes Rohrstück, und unter
dem @tisdruck Rohrschlange ein aus mehreren Windungen bestehendes Rohrstück verstanden.
Der Ausdruck Doppelelement soll ein Element bezeichnen, das ein Naßdampfzuführungsende
und ein Heißdampfzuführungsende enthält, jedoch aus zwei Rohrschlangen besteht,
deren Naßdampfenden bzw. Heißdampfenden zu dem einen gemeinsamen Naßdampf- bzw.
Heißdampfende des Doppelelementes vereinigt sind. Die Vereinigung kann in bekannter
Weise entweder dadurch erfolgen, daß die beiden Enden in einen Zwischendampfkasten
eingeführt sind, der am Dampfsaminelkasten befestigt ist, oder dadurch, daß die
beiden Naßdampfenden und die beiden Heißdampfenden der beiden Schlangen in ebenfalls
bekannter Weise durch Schweißen o. dgl. zu einem gemeinsamen Ende vereinigt sind.
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In Abb. i und z bezeichnet i die Rauchhammer, a sind die .unbesetzten
Heizrohre kleinen Durchmessers und 3 die mit überhitzerelementen besetzten Heizrohre
großen Durchmessers, mit ,4 ist der Langkessel bezeichnet, 5 ist die Naßdampfkammer,
6 die Heißdampfkammer des Dampfsammelkastens, die getrennte Gußstücke bilden und
fingerartige Ansätze; die ineinandergrei.fen, aufweisen. In Abb. a ist mit 511 ein
Ansatz des Naßdampfkastens und mit 6L ein solcher des Ileißdarnpfkastens bezeichnet.
Die Kammern 5 und 6 sind bei 7 und 8 in üblicher Weise durch Flanschen verschraubt.
Die Merhitzerelemente sind als Doppelelemente ausgeführt, derart, daß in jedem besetzten
Heizrohr zwei Windungen liegen, die jedoch verschiedenen Schlangen angehören. In
der obersten besetzten Heizrohrreihe beispielsweise liegt in zwei benachbarten Heizrohren
oben eine Schlange g, von der eine Windung i111 Heizrohr 3a und eine zweite Windung
im Heizrohr 3b untergebracht ist. Darunter befindet sich in diesen beiden Heizrohren
eine zweite Schlange io, von der ebenfalls eine Windung im Heizrohr 3a und eine
zweite Windung im Heizrohr 3v liegt. Die beiden Heißdampfenden dieser Schlangen
sind mit ga und ioa (Abb. a) bezeichnet. Sie sind in einen Zwischendampfkasten i
i bekannter Bauart eingeführt, der seinerseits an die Ileißdampfkaminer angeschlossen
ist, ebenso sind die Naßdampfenden dieser beiden Schlangen in einen Zwischendampfkasten
eingeführt, der an der Naßdampfkaminer befestigt ist. Auf diese Weise bilden die
vier Windungen der beiden in den benachbarten Heizrohren 31' und 3L liegenden
Schlangen ein Doppelelement, das nur einen Anschluß an der Naßdarnpf- und einen
Anschluß an der Heißdampfkammer nötig hat. Ebenso liegen, wie aus der Zeichnung
hervorgeht, in den darunter- und danebenliegenden besetzten Heizrchrpaaren Doppelelemente,
von denen im
ganzen fünfzehn in der Zeichnung dargestellt sind.
Jedes dieser Doppelelemente ist nur mit einem Maßdampf- und einem Heißdampfende
an die Dampfsammelkästen angeschlossen. Die Zeichnung läßt erkennen, daß dadurch
die Befestigungsschrauben 1a, die in üblicher Weise zwei benachbarte Zwischendampfkästen
festhalten, sehr gut zugänglich werden, da infolge der Zusammenfassung der Rohrschlangen
zweier benachbarten Heizrohre zu einem Doppelelement nur verhältnismäßig wenig Anschlußenden
vorhanden sind. Auch der Dampfsammelkasten bzw. die getrennten Kammern werden sehr
einfach, (1a diese Zusammenfassung der Rohrschlangen zu Doppelelementen eine Verringerung
der Anzahl der fingerartig ineinandergreifenden Ansätze 5a und 611 der Kammern 5
und 6 ermöglicht. Auf diese Weise wird. auch die Herstellung der beiden Gußstücke
5 und h wesentlich vereinfacht, ebenso wie die Verbindung dieser Gußstücke miteinander.
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1n Abb. 3 sind die Teile 1, z, .1, 5, 5a, 6, 6a, und 8 die gleichen
wie in Abb. i und 2. Die Rohre 3 sind in diesem Falle mit rhombischer Teilung versetzt
angeordnet, so daß die Unterbringung einer größeren Anzahl besetzter Heizrohre und
damit die Unterbringung einer größeren ilberhitzerheizfläche und die Erzielung einer
wesentlich erhöhten Überhitzungstemperatur möglich wird. Auch hier liegen in zwei
benachbarten Heizrohren, beispielsweise den oberen mit 3e° und 3d bezeichiieten
Heizrohren, zwei Rohrschlangen mit je zwei Windungen, derart, (laß jedes 1-1eizrohr
z\vei Windungen zweier verschiedener Schlangen enthält. Die Zusammenfassung der
N aßdampi- bzw. Heißdampfenden dieser beiden Rohrschlangen zweier benachl,arter
Rohre zu eincin Maßdampf- und einem Heißdampfende, d. li. die Schaffung eines Doppelelements,
geschieht hier durch Vereinigung der beiden Enden zti dein gemeinsamen Ende durch
@chweiLlcn. Die: ist aus Abb.5 ersichtlich, die diese an :ich ebenfalls bekannte
El;ment-"estaltung darstellt. Iin Heizrohr 3' liegen liier- wieder zwei Windungen
zweier Rohrschlaiigen 13 bzw. 1.1. Die \ aßdampfenden <fieser beiden Rohrschlangen
sind zu einem Beineinsamen Maßdampfende 13a und die Heißdampfenden dieser beiden
Rohrsclilan-:;@n zti einem gemeinsamen Heißdampfende r.ja durch X"erschweißung hei
15 bzw. 16 vercinigt.
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.)ei der Befestigung der Enden der Doppelolenicnte der Abb. i ist
noch zu beachten. daß ,iie Befe-;tigungsscliratil:en 12 zwischen zwei gleichartigen
Enden verschiedener Doppeleleinente sitzen, d. h. die Schrauben 12 halten durch
ihre Flanschen 17 zwei Naßdampfzwischenkästen, die je zwei Maßdampfenden der Rohrschlangen
zweier verschiedener Doppelelemente aufnehmen. Auf diese Weise ist e: möglich, die
Köpfe iah der Schrauben 12 ganz in Schlitzen der Wandung der zugehörUgen N aßdampfkammer
unterzubringen bzw. zu führen, so daß auf diese Schraubenköpfe nicht der Temperaturunterschied
zwischen Maßdampf- und Heißdampfkammer wirken kann. Darin liegt ein vorteilhafter
Unterschied gegenüber der bekannten Ausführung, die der Abb. 3 zugrunde gelegt ist,
wo jede Scliraüibe i2a zwischen dem Maßdampf- und clern Heißdampfende eines Doppelelementes
a ngeordilet ist, wo also der Schraubenkopf 12e in dem Zwischenraum zwischen Maßdampf-
und Heißdampfkammeransatz liegt urid auf einer Seite mit dem Ansatz der Heißdanipfkamnier
und auf der anderen Seite mit dem Ansatz der Naßdampfkaminer in Verbindung steht
und dadurch dem Temperaturuntei-schied dieser beiden Kammern unterworfen ist.