DE48009C - Dampfkessel mit stehenden Wasserröhren - Google Patents

Description

C~VI ESTFAFiJoCMES |

: OEUTSCHER sno^ueuRI-/

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegenden Neuerungen betreffen diejenige Klasse von Dampfkesseln, bei denen das Wasser sich aus einem oder mehreren im unteren Theile des Kessels gelegenen Wasserräumen durch Circulationsröhren nach einem oder mehreren deii Obertheil des Kessels einnehmenden Dampfräumen bewegt, und sie bezwecken die Herstellung eines Kessels dieser Art, welcher in seiner Construction leicht, gedrängt und einfach ist, dessen sämmtliche Theile für Untersuchung und Ausbesserung leicht zugänglich sind, dessen Circulationsröhren ohne Störung der übrigen Theile einzeln herausgenommen bezw. ausgewechselt werden können, in welchem der Wasserumlauf schnell vor sich geht, Salzwasser benutzt und die Dampferzeugung ohne Gefahr forcirt werden kann, in welchem Gefahr aus Ueberhitzung oder plötzlicher und ungleichmäfsiger Erhitzung und Abkühlung nicht entsteht, und in welchem schliefslich die Anwendung von Schraubenverbindungen und Dichtungen vermieden ist.

Zu dem Ende ist die Einrichtung des Kessels wie folgt getroffen: Der die Feuerung enthaltende Theil des Kessels besteht aus einer liegenden oder stehenden Büchse, in deren unterem Theil ein oder mehrere Feuerungen, von vollen Metallplatten bezw. Wellblech umschlossen, sowie mit den gewöhnlichen Rosten und Aschfällen versehen, liegen. Vom hinteren unteren Theile dieser Büchse erstrecken sich nach hinten ein oder mehrere liegende cylindrische Wasserräume, in welche das Speisewasser eingeleitet wird, und aus denen das Wasser durch eine grofse Zahl von stehenden Röhren nach oben steigt, um sich dann in einen liegenden cylindrischen Dampfraum zu ergiefsen, der mit einer den oberen Theil der Feuerbüchse einnehmenden Dampfkammer in Verbindung ist. Das Wasser fliefst aus dem Dampfsammler in diese Dampfkammer, indem es auf die die Feuerungen oben abdeckenden Platten fällt, und dann durch Stutzen in die Wassercylinder zurück. Der sich im oberen Theile der Dampfkammer ansammelnde Dampf dringt in ein perforirtes Rohr ein, welches ihn nach dem Arbeitsort hinleitet. Die Feuerungen stehen an den hinteren Enden in freier Verbindung mit einem die Wassercylinder, den Dampfcylinder und die Circulationsröhren einschliefsenden Mantel, in welchen die Verbrennungsgase hineinziehen, um hier zwischen den ■Röhren hindurch, sowie um die Cylinder herum zu strömen und so mit einer grofsen Heizfläche in Berührung zu treten. Innerhalb des Mantels sind Ablenkungsplatten so angeordnet, dafs die Flammen und Verbrennungsproducte alle Theile des vom Mantel umschlossenen Raumes durchstreichen müssen; sie werden dann durch Züge nach der Rauchbüchse abgeführt. Die Circulationsröhren sind so angeordnet, dafs irgend eine oder auch mehrere von ihnen ausgewechselt werden können, ohne die übrigen Theile des Kessels stören zu müssen. Der oder die Wassercylinder sind mit Fangplätten versehen, um die im Wasser enthaltenen Schlammtheilchen oder aus demselben sich ausscheidenden festen Theil-

chen am Boden des Cylinders zurück- bezw. von den Circulationsröhren abzuhalten. Der so aufgesammelte Schlamm wird von Zeit zu Zeit abgeblasen.

Ein mit diesen Neuerungen versehener Dampfkessel ist auf den beiliegenden Zeichnungen dargestellt: '

Fig. ι ist eine Seitenansicht,

Fig. 2 eine Vorderansicht,

Fig. 3 ein verticaler Längsschnitt nach 3-3,

Fig-,4,

Fig. 4 ein Horizontalschnitt nach 4-4, Fig. 3,

Fig. 5 ein Verticalschnitt durch die Feuerbüchse, gegen die Hinterseite gesehen,

Fig. 6 ein Verticalschnitt durch Wasser- und Dampfcylinder, gegen die Vorderseite gesehen,

Fig. 7 eine Detailansicht (nach gröfserem Mafsstabe) der Einfügung der Circulationsröhren in die Cylinder;

Fig. 8 bis 13 zeigen Verticalschnitte durch andere Kesselanordnungen.

In den Fig. 1 bis 6 bezeichnet A die Feuerbüchse (die im Querschnitt rund, oval oder rechteckig sein kann) und B die im unteren Theile derselben angeordneten Feuerungen, von . denen die Figuren beispielsweise zwei zeigen, deren Zahl indefs beliebig ist. Die Feuerungen nehmen ungefähr die halbe Höhe der Büchse ein und sind wie gewöhnlich zwischen Metallplatten eingeschlossen; α sind die Roste, b die Aschfänge und c die in der Vorderwand der Büchse angeordneten Feuerungsthüren. Die Seitenwände der äufseren Feuerungen lassen zwischen einander, sowie zwischen sich und der Wand der Büchse einen Zwischenraum d, der die Feuerungen von oben bis unter die Roste umgiebt und zur Wassercirculation dient, so dafs die Feuerungen fast völlig vom Wasser umgeben sind.

Der oberhalb der Feuerungen gelegene Raum der Büchse A bildet eine Dampfkammer C, in welche das Wasser aus dem Dampfcylinder überfliefst und in welchem sich der sich entbindende Dampf ansammelt. Ein zweckmäfsig auf der oberen Hälfte perforirtes Rohr/ bildet die nach dem Arbeitsorte führende Dampfableitung.

Der hintere, zur Dampferzeugung dienende Theil des Kessels besteht aus:

ι. einem oder mehreren liegenden Wassercylindern E (deren in den Figuren als Beispiel zwei dargestellt sind), die sich von einem tiefer als die Feuerungen gelegenen Punkte nach hinten erstrecken und an ihren vorderen Enden durch Rohrschenkel g mit dem Wasserraum d der Büchse A in freier Verbindung sind;
■ 2. einem oder mehreren Dampfcylindern F (in den Figuren ist als Beispiel nur einer dargestellt), die sich in die Dampfkammer C öffnen, und

3. einer grofsen Anzahl von Circulationsröhren G, welche die Wassercylinder mit dem oder den Dampfcylindern in Verbindung setzen.

Das Ganze wird umschlossen von einem Mantel D, der sich an die Hinterseite der Büchse A anschliefst.

Die Zahl der Circulationsröhren G hängt ab von der Gröfse des Kessels; sie nehmen eine im wesentlichen verticale Lage ein und jede einzelne ist so gekrümmt, Fig. 6, dafs sie sich dem Räume anpafst, innerhalb dessen sie die Verbindung der Cylinder herstellen soll, leicht eingefügt und ausgewechselt werden und der Ausdehnung wie Zusammenziehung nachgeben kann, ohne ihre Verbindungen mit den Cylindern zu verletzen. Die Röhren G sind in senkrecht zur Achse der Cylinder stehenden Reihen angeordnet, Fig. 4,, wobei die Röhren jeder Reihe, sowie die Röhrenreihen unter sich so viel Zwischenraum lassen, dafs jedes Einzelrohr leicht ausgewechselt werden kann, ohne die übrigen in Mitleidenschaft zu ziehen. Die Einfügung der Röhrenenden in die Cylinder ist aus Fig. 7 zu ersehen und wird in wohlbekannter Weise mittelst der dazu geeigneten, gleichfalls bekannten Werkzeuge bewerkstelligt. Infolge dieser Einfügung wird die Anwendung von Schraubenverbindungen.vermieden, die im allgemeinen bei Kesseln der vorliegenden Art, speciell da, wo sie grofser Hitze ausgesetzt sind, und bei der Verwendung von Salzwasser verworfen werden müssen.

Die Feuerungen B communiciren an ihren hinteren Enden durch nahe in die Mitte der Büchse A gelegte OefFnungen h mit dem Mantelraum D, in welchen hinein sich von unterhalb der Oeffnungen h aus eine trogartig gestaltete Ablenkungsplatte H horizontal nach dem hinteren Kesselende hin erstreckt und die aus h herausschlagenden Flammen und Feuergase nach aufwärts Und seitlich lenkt,, so dafs dieselben gezwungen sind, um und zwischen, die im oberen Kesseltheil befindlichen Röhrentheile zu circuliren, wonach sie zum gröfseren Theile nach unten ziehen, dort die Röhren und Wassercylinder umspülen und dann unter einer vertical vor den Röhren G angeordneten Ablenkungsplatte J hindurch nach oben, und durch an den Seiten des Kessels liegende Züge K nach der Rauchbüchse L M strömen. Die Platte J ist bei k ausgeschnitten und durch die so geschaffene Oeffnung strömt ein Theil der Verbrennungsgase zur Beförderung des Zuges direct aus dem oberen Mantelraume D in die Züge K bezw. .die Rauchbüchse ab.

Das Speisewasser wird den Cylindern E an deren Hinterenden durch Röhren I zugeführt.

Der Betrieb des Dampfkessels geschieht in folgender Weise: Nachdem die Wassercylinder so viel Wasser empfangen haben, dafs dasselbe in den Röhren G und. im Raum d bis etwas

über dem Niveau der die Feuerungen oben abdeckenden Platten m steht und Feuer angemacht ist, schlagen die Flammen und.Feuergase durch h über H hin in den Mantelraum X), streichen aufwärts und seitlich und umspülen die oberen Theile der Röhren sowie den Dampfcylinder F, und ein kleiner Theil von ihnen entweicht durch die Oeffnung k der Ablenkungsplatte J nach der Rauchbüchse; der gröfsere Theil der Gase zieht jedoch niederwärts, umspült die unteren Hälften der Röhren G und die Wassercylinder E und zieht unterhalb der Platte J nach der Rauchbüchse ab. Sobald das Wasser in E und G genügend heifs geworden, steigt es durch die Röhren G in den Dampfcylinder F, ergiefst sich aus diesem in die Dampfkammer C, indem es auf Platten m auffällt, fliefst von da in den Wasserraum d und kehrt durch die Rohrschenkel g in die Wassercylinder zurück. Wenn das Wasser in den Dampfcylinder tritt und von da in die Kammer C fliefst, wird der Dampf frei; derselbe sammelt sich im Obertheile der Kammer C an, aus welcher ihn das Rohr/ ableitet.

Infolge der beschriebenen Construction wird eine lebhafte Circulation der Feuergase und eine innige Berührung derselben mit den Circulationsröhren und allen Theilen der Wasser- und Dampfcylinder erzeugt und denselben eine grofse Heizfläche dargeboten, so dafs in allen Theilen des Kessels gleichmäfsige Erwärmung des Wassers stattfindet.

Man ersieht aus der Zeichnung, dafs die Flammen und Feuergase zum gröfsten Theil senkrecht auf die Circulationsröhren und die Cylinder stofsen, wodurch eine höchst wirksame Erwärmung erzielt wird.

Die Wassercylinder sind mit Fangplatten η ausgestattet, deren Anordnung am besten aus Fig. 6 ersehen wird. Dieselben erstrecken sich durch die ganze Länge der Cylinder in solcher Lage, dafs sie das Eindringen der aus dem Wasser sich abscheidenden festen Theile in die nahe am Boden der Cylinder einmündenden Röhren G verhüten. Die zurückgehaltenen Niederschläge können von Zeit zu Zeit mittelst Röhren ρ abgeblasen oder in sonst geeigneter Weise entfernt werden. Eine vor der Einmündung des Dampfcylinders angeordnete Platte y, Fig. 3, dient dazu, das Wasser gegen die Platten m zu leiten und von dem Rohr f abzuhalten.

Der Kessel ist an der Hinterseite oberhalb der Platte H durch eine Thür zugängig. Eine im Boden des hinteren Kesseltheiles angeordnete Thür f dient zur Entfernung von Rufs und Flugasche. Die Dampf- und Wassercylinder treten hinten aus dem Mantel D heraus und haben hier mit Deckeln versehene Mannlöcher s. Der Obertheil T des Mantels D kann, wie in Fig. 6 angegeben, abgenommen werden, so dafs man zum Auswechseln der Röhren G bezw. zu sonstigen Zwecken in den Mantelraum gelangen kann. Man ersieht, dafs die Seiten des Mantels so geformt sind, dafs sie das Aust wechseln nich't erschweren.

Die Ablenkplatte H sowie auch andere exponirte Theile des Kessels können gewünschtenfalls aus Asbest oder anderem feuerfesten und schlecht wärmeleitenden Material w hergestellt und mit Metallplatten abgedeckt werden, wie in einigen Figuren angedeutet. Der Mantel D kann ganz oder zum Theil aus Ziegeln oder anderem Mauerwerk hergestellt werden, wo dies wünschenswerth scheint.

Die in den Fig. 1 bis 6 dargestellte und beschriebene Einrichtung von Dampfkesseln kann in ihren Einzelheiten localen Erfordernissen gemäfs abgeändert werden. Fig. 8 bis 13 zeigen die wichtigsten Modificationen dieser Art.

Im Kessel, Fig. 8 und 9, ist nur eine einzige Feuerung, und zwar direct unterhalb der Büchse A angeordnet. Das Wasser kehrt, nachdem es aus dem Dampfcylinder in die Kammer C gelangt ist, aus dieser direct durch die Rohrschenkel g nach den Wassercylindern zurück. Die Verbindungen g liegen hier in der Feuerung hinter dem Rost, und das Speisewasser wird in g gespeist, wodurch gleich beim Anheizen des Kessels Circulation des Wassers hervorgerufen wird. Die Rauchbüchse liegt am hinteren Ende des Ofens, und die wie oben mit der Oeffnung k versehene Ablenkungsplatte J ist ungefähr in der Mitte des Mantelraumes D zwischen zwei Reihen von Circulationsröhren G angeordnet.

In der Variante, Fig. ι ο und 11, erstrecken sich die Wassercylinder unterhalb des Rostes bis an die Vorderseite des Kessels und communiciren aufser durch die Schenkelrohre g noch durch eine gröfsere Anzahl stehender Röhren ν mit der Dampfkammer C.

Fig. 12 und 13 zeigen die Erfindung auf einen »schottischen« Kessel angewendet. Hier ist die Einrichtung wieder ähnlich der in Fig. 1 bis 6, nur ist die Büchse A so erweitert, dafs der Dampf- und die Wassercylinder mit ihr direct communiciren. Die Feuerung ist aus drei in Wellblechcylindern eingeschlossenen Herden gebildet, die vollständig in der Hülse A liegen, d. h. vollständig von Wasser umgeben sind. Das Speisewasser wird hier wieder in die Wassercylinder eingeführt.

In allen dargestellten Varianten strebt der im Dampfcylinder und in den Wassercylindern herrschende Druck dahin, die Cylinder aus einander bezw. von einander weg zu bewegen. Um diesem Streben entgegenzuwirken, sind die Cy-

Claims (1)

1. linder an ihren hinteren Enden durch die zu einem Dreieck verbundenen Stangen q mit einander verankert. An den vorderen Enden wird diese Verbindung in Fig. 12 und 13 durch die Hinterwand der Büchse A und in den anderen Varianten zum Theil durch die Rohrschenkel und zum Theil durch eine die beiden Wassercylinder mit einander verankernde horizontale Stange q hergestellt.

   Pateντ-AnSprüche:

   i. Ein Dampfkessel, bei welchem die liegenden Wasser- und Dampfcylinder (E bezw. F) mit einander durch stehende Röhren G derart communiciren, dafs diese Röhren in senkrecht zur Cylinderachse stehenden Reihen mit Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Reihen behufs Auswechselung jeder einzelnen Röhre ohne Mitleidenschaft der übrigen angeordnet sind, und in freier Verbindung mit einer die Feuerungen einschliefsenden Büchse A stehen, deren oberer Raum mit dem 'bezw. den Dampfcylindern eine Dampfkammer C bildet, aus welcher unten Rohrschenkel g in die Wassercylinder führen (Fig. 1 bis 13).
   In Verbindung mit dem unter 1. beschriebenen Dampfkessel:

   a) die Anordnung der Ablenkungsplattey in der Dampfkammer C, um das aus

   .. dem Dampfcylinder übertretende Wasser von /der Dampfableitung weg nach unten abzulenken, Fig. 3;

   b) die Anordnung der horizontalen Ablenkungsplatte H und der verticalen Ablenkungsplatte / mit Oeffnung k im oberen Theile, so dafs die durch Oeffnung h aus den Feuerungen schlagenden Flammen und Feuergase zunächst nach oben und dann nach unten gezogen werden (Fig. 3 und 4);

   c) die Anordnung der Schlammfangplatten η im unteren Theile der Wassercylinder E (Fig. 6);

   d) die Einführung des Speisewassers in die Rohrschenkel g behufs sofortiger Einleitung und weiterer Unterstützung der Wassercirculation (Fig. 8 und 10).

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.