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Dampfüberhitzer für Heizröhrenschiffskessel. Die Erfindung betrifft
einen Dampfüberhitzer für solche Heizröhrenschiffskessel, bei denen die Überhitzerkammer
oberhalb des Kessels angeordnet und mit der Feuerkammer verbunden ist. Bei einem
bekannten Kessel dieser Art werden die Überhitzerkammern aus Rohren gebildet, die
seitlich oben oder über dem Kessel in der Längsrichtung verlaufen. Der in diesen
Rohren eingebaute Überhitzer besteht dann entweder aus einem Spiralrohr oder aus
einem Rohr mit mehrfachen in der Längsrichtung hin und her gehenden Windungen. Im
ersten Fall wird der Ouerschnitt der rohrförmigen Überhitzerkammer nur ungenügend
für den Wärmeübergang ausgenutzt. Im letzteren Fall geschieht dies zwar, aber es
findet ein ständiger Wechsel in der Strömungsrichtung des zu überhitzenden Dampfes
statt, so daß die Überhitzung ständig wechselnd im Gegenstrom und im Gleichstrom
erfolgt. In beiden Fällen läßt sich der Raum oberhalb des Kessels mit Rücksicht
auf den Dampfdom nicht vollständig für die Überhitzerkammer ausnutzen, und die Reinigung
der Überhitzerkammer von der sich unten ablagernden Flugasche ist schwierig.
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Um diesen Mangel zu beseitigen und vor allen Dingen, um eine bessere
Ausnutzung der Heizgase für den Wärmeübergang zu erzielen, ist gemäß der Erfindung
das Schlangenrohrbündel des Überhitzers so angebracht,. daß es sich quer über die
Verbindungsstutzen der Feuerkammer mit der Überhitzerkammer erstreckt. Hierdurch
ergibt sich eine volle Ausnutzung der Schiffskesselbreite, ohne daß der Raum vor
oder neben dem Kessel beansprucht wird. Die Reinigung der Überhitzerkammer durch
Entfernung der in den Ecken sich ablagernden Flugasche ist leicht möglich. Durch
die Anordnung des Schlangenrohrbündels quer über der Mündung der Verbindungsstutzen,
durch welche die Feuergase aus der Feuerkammer des Kessels in die Überhitzerkammer
gelangen, wird eine innige Berührung der Heizgase mit sämtlichen Teilen des Überhitzers
erzielt.
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Es ist auch bereits bekännt, die Überhitzerkammer bei einem Heizröhrenschiffskessel
statt an der Vorderwand an der Rückwand anzuordnen und sie unten mit der Rückwand
der Feuerkammer durch eine Reihe von verhältnismäßig engen Stehröhren zu verbinden,
die zur Regelung oder Abstellung der Überhitzung mittels kegelförmiger Stopfen noch
weiter verengert oder ganz geschlossen werden können. Der Überhitzer ist hierbei
der Höhe nach zwischen diese Stehröhrenreihe und ein weites Rohr eingebaut, welches
durch den Dampfraum des Kessels geht und die Heizgase, -nachdem sie den Überhitzer
durchstrichen haben, abführt. Ferner ist der Überhitzer als Querstromüberhitzer
ausgebildet, dessen Rohrschlangen der zu überhitzende Dampf und der überhitzte Dampf
mittels Dampfkästen zugeführt werden, die sich über die ganze Höhe des Überhitzers
erstrecken. Abgesehen davon, daß eine solche Überhitzeranordnung nur dann anwendbar
ist, wenn an der Rückseite des Kessels ein genügend freier Raum zur Verfügung steht,
werden bei dieser bekannten Überhitzeranordnung die Heizgase für die Überhitzung
noch weit mangelhafter ausgenutzt wie bei der eingangs erwähnten Überhitzeranordnung
mit obenliegenden, aus Rohren gebildeten Überhitzerkarnmern. Es gelangt nur ein
Bruchteil der Heizgase in die Überhitzerkammer, während der weitaus größere Teil
durch die viel größere Querschnittsfläche der Heizrohre geht, und von diesem Bruchteil
bestreicht ein großer Teil der Heizgase die Überhitzerrohre nur mit sehr mangelhaftem
Wärmeaustausch, da sich in diesem Teil der Überhitzerrohre bereits überhitzter Dampf
befindet. Infolgedessen verlassen die Heizgase den Überhitzer mit einer hohen Temperatur,
und die Überhitzungswirkung ist schlechter als bei dem eingangs erwähnten bekannten
Überhitzer mit oberhalb des Kessels angeordneten rohrförmigen Überhitzerkammern,
während bei dem Überhitzer gemäß der vorliegenden Erfindung die Überhitzungswirkung
eine größere ist als bei diesem bekannten Überhitzer, indem hier ein erheblich größerer
Anteil der gesamten Heizgase den als Gegenstrom- oder Gleichstrom-Gegenstroin-Überhitzer
ausgebildeten Schlangenrohrüberhitzer unter günstigsten Wärmeaustauschbedingungen
durchstreicht, dessen
unterer Seite er ohne Ablenkung oder Drosselung
zugeführt wird.
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Um die bei dieser Anordnung durch den Dampfraum des Kessels geführten
Verbindungsstutzen gegen ein Erglühen zu sichern, sind dieselben in an sich bei
stehenden Schnellverdampfern für Kleindampfmaschinen bekannter Weise mit Wärmeschutzeinsätzen
versehen, wodurch es unbedenklich möglich ist, die Verbindungsstutzen statt durch
den Wasserraum durch den Dampfraum zu führen.
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Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Heizröhrenschiffskessels
gemäß der Erfindung. Die Abb. i und :2 zeigen einen Querschnitt und einen Längsschnitt
für einen einseitig befeuerten Kessel, die Abb. 3 und .4 das gleiche für einen zweiseitig
befeuierten Doppelkessel, während die Abb. 5 bis 9 Längsschnitte durch einige Ausführungsbeispiele
der Verbindungsstutzen und ihrer Befestigung zeigen.
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In den Abb. i und 2 ist i der Kessel, 2 das Flammrohr, 3 sind die
Feuerkammern, «-elche nach Abb. i rechts durch einen konischen Verbindungsstutzen
.l. und nach Abb. z links durch zwei engere gerade Verbindungsrohre 4.' mit der
obenliegenden Überhitzerkammer 6 verbunden sind. Von dieser führt eine Ableitung
7 für die Feuergase nach dem Kamin B. Der Überbitzer ist bei diesem Ausführungsbeispiel
ein Gegenstromiiberliitzer, bei welchem der Naßdampf bei 9 eintritt und bei io austritt.
Die Verbindungsstutzen .f bzw. ..1' sind mit Wärmeschutzeinsätzen 12 bzw. 12' versehen.
Aus der Feuerkammer 3 geht ein Teil der Feuergase durch die Verbindungsstutzen 12
in die überhitzerkaminer 6, der andere Teil durch die Heizrohre i i des Kessels
nach dem Kamin B. Eine Drosselklappe 13 gestattet die Regelung des Vberhitzerbetriebes.
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Bei dein Doppelkessel nach den Abb.3 und .4 sind drei Feuerkammern
3 vorgesehen, und der Überhitzer ist für Gleichstrom und Gegenstrom ausgebildet,
und zwar so, daß der Gleichstromteil über den Mündungen der Verbindungsstutzen 4.
liegt, während der Gegenstroniteil über dem Gleichstromteil angeordnet ist. Hieraus
ergibt sich der Vorteil, daß die Hauptrichtung der Dampfströmung im unteren Teil,
wo die Feuergase am heißesten sind, die gleiche ist wie die der Heizgase, w 'lirend
im oberen Teil die Hauptrichtung der Dampfströmung entgegengesetzt der der Heizgase
ist. Der Gleichstromteil entzieht den Gasen einen großen Teil ihrer Wärme und bewirkt
dadurch, daß der Gegenstromteil, welcher den nassen Dampf enthält, durch die minder
heißen Gase den Dampf trocknet und vorüberhitzt, ehe er im Gleichstromteil- hoch
überhitzt wird.
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Die in der Abb. 5 dargestellte Verbindung der Verbindungsstutzen von
der Feuerkammer zur überhitzerkammer mit dem Kessel eignet sich besonders für kleinere
Kessel und besteht aus eingewalzten Rohren in «-elche die Wärmeschutzeinsätze als
verhältnismäßig dünnwandige Stahlgußrohre 1a' eingesetzt sind.
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Die Abb. 6 zeigt eine für neue Kessel vorteilhafte Verbindung der
Verbindungsstutzen .4 mit der Feuerkammer 3 und dem Kessel i. Wie ersichtlich, sind
die Ränder der beiden letzteren Kesselteile umgebördelt, und die Verbindung mit
dem Stutzen q. erfolgt durch Nieten. Die Wärmeschutzeinsätze T2 können hier aus
Gußeisen bestehen. Für den Einbau der neuen Überhitzer anordnung in vorhandene größere
Schiffskessel eignen sich Ausführungsformen nach den Abb. 7 und B. Bei ersterer
sind die Ränder der Verbindungsstutzen ;4 umgebördelt und in die Feuerkammerdecke
bzw. das Kesselblech eingenietet, während bei -AM. 8 zur Verbindung Winkeleisenringe
15 Verwendung finden.
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Die dargestellten Ausführungsformen sind nur beispielsweise. Für den
Fall, daß die Raumverhältnisse es erwünscht erscheinen lassen, könnte die L`berhitzerkammer
6 beim Einenderkessel statt quer über dein Kessel selbst auch vor die der Feuerung
und dein Kamin gegenüberliegende Stirnwand des Kessels quer zur Mündung der dann
entsprechend schräg durch diese Kesselwand geführten Verbindungsstutzen .t bzw.
4.' verlegt; werden.