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Dampferzeuger, bestehend aus mehreren in der Feuerung in der gleichen
waagerechten Ebene oder auch in verschiedenen Höhenlagen angeordneten Dampf erzeugenden
Rohrkesseln Dampferzeuger mit drehbaren Rohren, d. h. mit einem oder mehreren in
der Feuerung angeordneten Kesselrohren (Rotoren), die mit verhältnismäßig niedriger
Umdrehungszahl umlaufen, so daß das Wasser der Umdrehung nicht mitfolgt ,und die
Wasseroberfläche :n den Rotoren daher stets eine waagerechte Lage einnimmt, sind
bekannt. Es ist ohne weiteres klar, daß sämtliche Rotoren bei einer derartigen Speisevorrichtung
in derselben waagerechten Ebene liegen müssen. Je größer die zu erzeugende Dampfmenge
ist, desto größer wird natürlich die Anzahl der Rotoren sein müssen und desto größer
wird der beanspruchte Raum in waagerechter Ausdehnung. Im Fall man nun die Rotoren
ebenfalls in senkrechter Beziehung übereinander anordnen könnte, so würde offenbar
die in Anspruch genommene Bodenfläche bedeutend vermindert werden, was natürlich
große Vorteile mit sich führt.
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Gegenstand der Erfindung ist eine derartige Vorrichtung, die in den
Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Die Rotoren können sowohl waagerecht nebeneinander
als auch senkrecht übereinander im Feuerungsraum angeordnet werden, und dies wird
gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß man das Wasser durch zweckmäßig angeordnete
Überlaufrohre von den oberen nach den unteren Rotorenreihen strömen läßt. In den
nachstehend beschriebenen Ausführungsformen nst angenommen, daß der Wasserzulauf
und der Dampfauslaß am selben Ende der Rotoren vorgesehen sind; es ist jedoch selbstverständlich,
daß die Erfindung auch für solche Fälle gilt, wo der Wasserzulauf am einen Ende
der Rotoren erfolgt und der Dampfauslaß am anderen Ende.
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Abb. i und 2 zeigen eirje Ausführungsform der Erfindung, und zwar
Abb. i eine Vordersicht des Dampferzeugers, teilweise im Schnitt, und Abb. 2 einen
Längsschnitt durch die senkrecht übereinander angeordneten Rotorenreihen. Das Wasser
wird gegebenenfalls nach Durchlauf durch einen Vorwärmer durch das Speiserohr i
eingeführt und auf die obersten Rotoren verteilt, die unter sich durch Rohre 2 vereinigt
sind, welche rin schmalen Schlitzen 3 in den Stopfbüchsen :4 einmünden. Vom Speiserohr
i strömt das Wasser durch die Rohre 5 in die Stopfbüchse q. und -von hier durch
Schlitze 6 in den hohlen Achszapfen 7 und weiter in die Rotoren. Diese sind an dem
einen Ende mit Zahnrädern versehen, welche miteinander in Eingriff stehen und von
einem Motor angetrieben werden, was an sich bekannt und daher auf den Zeichnungen
nicht dargestellt ist. Die Rotoren sind in einer Feuerung 8 für Kohlenfeuerung angeordnet,
in welche die Kohle auf gewöhnlicheWeise eingeführt wird. Wenn die Feuerung mit
Kohlenstaub, Gas oder flüssigem Brennstoff betrieben wird,
kann
dieser zweckmäßig im oberen Teil der Feuerung zwischen den oben befindlichen Rotoren
eingeführt werden. Das durch das Speiserohr i eingeführte Speisewasser entspricht
der gesamten in sämtlichen Rotoren verdunsteten Wassermenge plus einer kleinen Menge,
die durch das Rohr io abgeht. Nachdem die obersten Rotoren zur Hälfte mit Wasser
gefüllt sind, fließt das Überlaufwasser durch die Schlitze 3 und die Rohre g nach
den unteren Rotoren. Diese Schlitze 3 werden zweckmäßig in oder in der Nähe der
waagerechten Mittellinie des Achszapfens 7 angebracht, so daß sämtliche Rotoren
somit stets bis zur Hälfte oder nahezu bis zur Hälfte mit Wasser angefüllt sind.
Das zuletzt noch vorhandene Überlaufwasser geht durch das Rohr io ab.
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Der in den Rotoren erzeugte Dampf geht durch die Rohre i i zum überhitzer
oder der Verbrauchsstelle ab.
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Abb. 3 zeigt eine andere Ausführungsform. Das Speisewasserrohr i ist
in diesem Fall durch Querwände 12- in eine den waagerecht angeordneten Rotorenreihen
entsprechende Anzahl Kammern unterteilt sowie mit Überlaufrohren g versehen, deren
obere Mündungen in derselben oder nahezu derselben Höhe liegen wie die waagerechte
Ebene durch die Mittellinie der zugehörigen Rotoren. Infolgedessen werden auch in
diesem Fall die Rotoren bis zur Hälfte oder nahezu bis zur Hälfte mit 'Wasser angefüllt
sein. Die überlauf rohre können natürlich auch wie im vorigen Falle von den Stopfbüchsen
ausgehen und in den Kammern im Speiserohr i einmünden. Das Wesentliche für die Erfindung
ist nämlich, daß die Dampf erzeugenden Rotoren stets nahezu bis zur Hälfte mit Wasser
angefüllt sind, was mittels Überlaufrohre zwischen den Rotoren erzielt wird.
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Die Dampfräume in den Kammern des Speiserohres i stehen mittels Rohre
13 in Verbindung mit dem zugehörigen Dampfraum in den Stopfbüchsen bzw. Rotoren,
wodurch erreicht wird, daß die Drücke oberhalb der Wasseroberflächen in den Kammern
und den Rotoren ausgeglichen sind, was eine notwendige Bedingung für eine ungestörte
Wasserspeisung zu den Rotoren ist.
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Abb. 5 und 6 zeigen in zwei verschiedenen senkrechten Schnitten eine
dritte Ausführungsform. Im Achszapfen 7 ist ein zentrales Rohr 3o eingeschraubt,
durch welches das durch das Rohr i strömende Wasser in den Rotor 31 eingeführt wird.
Vom Speiserohr i geht ein Rohr 32 aus, durch welches das überschußwasser dem unter
dem Rotor 31
angeordneten Rotor 33 zugeführt wird, welcher ebenso wie der
Rotor 31 mit einem zentralen Rohr 30 versehen ist, durch welches das Speisewasser
in den Rotor 33 strömt. Vom Rohr 32 zweigt das Rohr 34 ab, welches das Wasser zu
dem unter dem Rotor 33 liegenden Rotor leitet usw. Das letzte Überschußwasser fließt
durch das Rohr io (Abb. i) ab.
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Jede Stopfbüchse ist an ihrer untersten Erzeugenden mit einem Rohr
36 versehen, welches das in die Rotoren zuviel eingepumpte Wasser den Rohren 32,
34 usW. zuführt. Die Rotoren werden demnach stets bis zur untersten Erzeugenden
des Achszapfens 7 oder etwas darüber mit Wasser angefüllt sein. Die Speiserohre
5 bzw. 30 zu jedem Rotor können zweckmäßig mit einer Drosselung versehen
sein, in der Zeichnung als Lavallmundstück 37 dargestellt, und eine derartigeDrosselung
kann auch in denDampfentnahmerohren i i vorhanden sein. Hierdurch werden die ausströmenden
Dampf- und Wassermengen bei einem etwaigen Zerspringen eines der Rotoren auf einen
dem kleinsten Querschnitt im Mundstück entsprechenden Maximalbetrag beschränkt.
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Gemäß der eben beschriebenen Anordnung ist offenbar die Druckhöhe
des durch das zentrale Rohr 30 strömenden Wassers nicht größer als der Abstand
zwischen ihm und der Ablaufmündung des Überlaufrohres 32. Eine Folge hiervon wird
sein, daß der Durchlaßquerschnitt dieser Rohre verhältnismäßig groß sein muß. Mittels
der in Abb. 7 und 8 gezeigten Vorrichtung können genannte Querschnitte jedoch kleiner
gehalten werden. Unter der Voraussetzung, daß die Zuflußöffnungen zu den Überlaufrohren
32 so groß sind, daß sie nicht ganz mit Wasser gefüllt sind, wird offenbar die vor
dem Rohr 3o herrschende Druckhöhe gleich der mit A-B in der Zeichnung angegebenen
sein.
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Die Regelung der den Rotoren zuzuführenden Wassermenge erfolgt in
folgender Weise (Ab b. i) Das durch das Rohr i o strömende Überlaufwasser
wird in einen Behälter 14 eingeführt, dessen oberer Teil durch ein Rohr 15 mit dem
Dampfraum des einen der Rotoren in Verbindung steht. Der untere Teil des Behälters
r4 ist mit der Saugleitung einer Pumpe 16 verbunden, deren Druckleitung 17 mit dem
Speiserohr i in Verbindung steht. Das überschüssige Wasser wird demnach nach den
obersten Rotoren zurückgepumpt. An dem am Behälter i q. angebrachten Wasserstand!glas
18 kann derWasserstand im Behälter abgelesen werden. Die durch das Rohr io strömende
Wassermenge ist offenbar eine Funktion von der Größe des Einlaufsquerschnittes sowie
von dem Abstand zwischen der Einlaufsmündung und der Höhenlage der Wasseroberfläche
im Behälter 14, und sie ist am größten, wenn das Rohr
mit Wasser
gefüllt und der Behälter 14 leer ist, in welchem Fall die Pumpe 16 somit die gesamte
durch das Rohr io strömende Wassermenge zurückpumpt. Der Querschnitt der Zulaufsöffnung
im Rohr io soll so groß sein, daß er etwas mehr als den Überschuß der Speisepumpe
über die in den Rotoren maximal verdunstete Wassermenge hindurchlassen kann. Im
Rohr io ist ein Ventil :2o angebracht, mit dem .die Wassermenge nach Bedarf geregelt
werden kann.
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Wenn nun der Dampferzeuger seine maximale Leistung abgibt, sind alle
Rotoren zur Hälfte mit Wasser gefüllt, und das überschußwasser wird von der Pumpe
16 zur Speiseleitung i zurückgepumpt. Durch das Ventil i9 kann hierbei der Wasserstand
im Behälter 14 derart eingestellt werden, daß er sich in der Nähe des Behälterbodens,
also im unteren Teil des Wasserstandglases 18 befindet. Wird nun die Dampferzeugung
vermindert, so wird natürlich die Überschußwassermenge steigen, da ja die Speisepumpe
nach wie vor die maximale Wassermenge liefert. Der Wasserstand im Behälter und somit
im Wasserstandglas wird also steigen. Durch Herabsetzung der Speisewassermenge je
nach dem Steigen des Wasserstandes im Behälter 14 kann somit der Wasserstand in
den Rotoren stets auf nahezu konstante Höhe gehalten werden. Diese Regelung kann
in bekannter Weise ganz selbsttätig je nach der Lage des Wasserstandes im Behälter
14 erfolgen.
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Für den Fall, wo der Dampferzeuger für die Erzeugung von Dampf von
sehr hohem Druck (Höchstdruck) bestimmt ist, kann die Verwendung einer Pumpei6 gewisse
Schwierigkeiten mit sich führen, beispielsweise infolge von Undichtigkeiten in den
Packungen. Anstatt dessen kann man die Speisewasserregelung mit Hilfe nachstehender
Einrichtung durchführen.
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Das Rohr io wird mit einer Verengung versehen und endigt unten in
einer Kammer aus, die eine verengte A@bflußöffnung hat, welche mit Hilfe eines an
einem Schwimmer angebrachten Nadelventils o. dgl. geschlossen und geöffnet werden
kann. Die Kammer steht unter demselben Druck wie der Dampfraum in den Rotoren, welcher
mit der Kammer durch ein Rohr in Verbindung steht. Der Überschuß an Speisewasser-der
Rotoren sammelt sich in der Kammer und-wird nach außen beispielsweise in den Speisewasserbehälter
abgeführt.
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Die Verengung im Rohr io kann derart gewählt werden, daß genannter
überschuß sich auf einer gewissen Höhe im Rohr io über der Verengung einstellt.
Diese Höhe wird konstant sein, wenn der Überschuß der Menge entspricht, die durch
die Verengung abgehen kann.
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Wenn nun die Dampferzeugung abnimmt und die Speisung konstant bleibt,
wird die Wasseroberfläche im Rohr io steigen, und umgekehrt, wird sinken, wenn die
Dampferzeugung zunimmt.
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Wie bereits oben angegeben, kann dieser Unterschied ausgenutzt werden,
um die Speisung selbsttätig zu regeln.
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Ein anderes Verfahren besteht darin, daß man in der Druckleitung der
Speisepumpe einen Injektor vorsieht, dem das Wasser vom Behälter 14 zugeführt wird,
das zusammen mit dem Speisewasser in den Dampfkessel gedrückt wird.