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Dampfkessel mit einem mit der Obertrommel in Verbindung stehenden
Dampfsammler Um bei der Dampferzeugung das im Dampf mitgerissene Wasser auszuscheiden,
werden oberhalb der Obertrommeln der Dampfkessel besondere Dampfsammler angeordnet,
die mit den Obertrommeln durch Rohrbündel verbunden sind. Die Wasserabscheidung
im Dampfsammler wird aber dadurch beeinträchtigt, daß bei der üblichen Anordnung
das abgeschiedene Wasser nicht ungehindert nach der Obertrommel zurückfließen kann,
weil es von dem in den Verbindungsrohren hochströmenden Dampf leicht wieder mitgerissen
wird. Aus diesem Grunde hat man bereits vorgeschlagen, die Dampfsammler verhältnismäßig
hoch zu legen und das in ihnen ausgeschiedene Wasser durch besondere, in den am
tiefsten gelegenen Teil der Dampfsammler eingewalzte Rohre nach der Obertrommel
unterhalb des Wasserspiegels zurückzuleiten. Bei Anordnung derartiger Rohre besteht
aber die Gefahr, daß bei heftigen Belastungsstößen durch diese Rohre ein Teil des
Wasserinhaltes der Obertrommel in den Dampfsammler geschleudert wird. Auch der Vorschlag,
diesen Nachteil. durch Rückschlagklappen am unteren Ende der Rohre zu vermeiden,
war ohne Erfolg, weil Rückschlägklappen, insbesondere wenn sie unzugänglich sind,
nicht zuverlässig arbeiten.
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Vorliegender Erfindung gemäß sollen nun diese Schwierigkeiten dadurch
vermieden werden, daß die zum Rückleiten des im Dampfsammler ausgeschiedenen Wassers
bestimmten Verbindungsröhre zwischen Dampfsammler und Obertrommel Einschnürungen
erhalten. Durch diese Maßnahme wird im vollen Querschnitt dieser Rohre stets eine
kleinere Strömungsgeschwindigkeit des Dampfes als in den übrigen Rohren herrschen,
wodurch das in der Obertrommel abgeschiedene Wasser durch die eingezogenen Rohre
ohne die Gefahr, durch den Dampfstrom wieder in den Dampfsammler mitgerissen zu
werden, zurücklaufen kann.
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Daß die angebene Wirkungsweise in der Tat eintritt, ergibt folgende
Überlegung: Vergleicht man zwei den Dampfsammler und die Obertrommel verbindende
Rohre, von denen das eine glatt ist und das andere die vorgeschlagene Einschnürung
besitzt, und vernachlässigt man hierbei zunächst die Reibungswiderstände, so ist
die Durchflußgeschwindigkeit im engsten Querschnitt des eingeschnürten Rohres lediglich
abhängig von dem Unterschied des in der Obertrommel und im Dampfsammler herrschenden
Druckes, der sowohl für das glatte als auch für das mit der Einschnürung versehene
Rohr gleich ist. Es wird sich also theoretisch im engsten Querschnitt des eingeschnürten
Rohres die gleiche Dampfgeschwindigkeit einstellen wie im Querschnitt des nicht
eingeschnürten Rohres, und die durch die beiden Rohre in der Zeiteinheit strömenden
Dampfgewichte werden sich zueinander wie der volle Rohrquerschnitt zum Querschnitt
der Einschürung verhalten. Daher wird sich am oberen Rohrende beider Rohre, an welchem
sie den gleichen
Querschnitt besitzen, eine verschieden große Dampfgeschwindigkeit
ergeben, und zwar wird die Dampfgeschwindigkeit am breiten Ende -des eingeschnürten
Rohres entsprechend der geringeren Dampfmenge wesentlich kleiner sein. Unterstützt
wird diese Erscheinung durch die größere Reibung, die im eingeschnürten Rohr vorhanden
ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß in den mit Enschnürungen versehenen Rohren
das im Dampfsammler sich abscheidende Wasser wegen der geringen Dampfgeschwindigkeit
leichter in die Obertrommel des Kessels zurückfließen kann als in den Rohren, welche
durchweg glatt sind.
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Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, sämtliche Fallrohre eines
Steilrohrkessels mit düsenartigen Verengungen zu versehen, denen eine der Wirkung
eines Rückschlagventils ähnliche Aufgabe zugedacht war. Ein Rückströmen des Kesselwassers
sollte durch die vorgesehenen Einschnürungen verhindert werden, ohne dabei der erwünschten
Strömung einen wesentlichen Widerstand entgegenzusetzen. Demgegenüber sollen gemäß
der Erfindung nicht alle Rohre, die den Dampfsammler mit der Obertrommel verbinden,
sondern nur ein Teil derselben mit Einschnürungen versehen werden, und diese Einschnürungen
sollen gleichsam einen Widerstand dem vorherrschenden Dampfstrom entgegensetzen,
so daß ein Unterschied der Strömungsgeschwindigkeit in den verschiedenen Rohren
sich einstellt, wodurch das im Dampfsammler sieh abscheidende Wasser durch die eingeschnürten
Rohre mit geringerer Dampfgeschwindigkeit entgegen der Dampfströmung leichter abfließen
kann als in den glatten Rohren.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Die Abb. i zeigt eine Obertrommel a und einen Dampfsammler b, die
durch ausgebogene Rohre c miteinander verbunden sind. Mit den gestrichelten Linien
ist ein Rohr d eingezeichnet, welches die vorerwähnte bekannte Lösung der der Erfindung
zugrunde liegenden Aufgabe darstellt, aber den Nachteil besitzt, da.ß bei heftigen
Belastungsstößen durch derartige Rohre ein Teil des Wasserinhaltes der Obertrommel
leicht in den Dampfsammler geschleudert werden kann. Gemäß der Erfindung besitzen
die zweckmäßig im tiefstgelegenen Teil des Dampfsammlers eingewalzten Rohre c Einschnürungen,
welche an das untere Ende der Rücklaufrohre gelegt werden können. Man kann die Einschnürung
auch so eng ausbilden, daß sich in den für die Rückleitung des im Dampfsammler ausgeschiedenen
Wassers bestimmten Rohren eine Wassersäule bildet, deren Höhe sich je nach der Belastung
des Kessels und der Menge des im Dampfsammler ausgeschiedenen Wassers richtet.
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Die Abb. 2 zeigt eine Rohreinschnürung gemäß der Erfindung.
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Statt die Rohre wie in Abb. 2 einzuziehen,, können auch an ihre Ausmündung
in die Obertrommel Mundstücke eingesetzt werden (vgl. Abb. 3). Um das Ablaufen des
Wassers zu erleichtern, dem Eintritt von Dampf aber einen tunlichst großen Widerstand
entgegenzusetzen, wird es sich empfehlen, den übergang vom vollen Querschnitt in
das Mundstück nach Möglichkeit sanft zu gestalten und das Mundstück mit einem scharfen
Rand in die Trommel einmünden zu lassen.