DE50237C - Dampferzeuger mit capillaren Dampfentwickelungsrohren (System Serpollet) - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Den Gegenstand, der vorliegenden Erfindung bilden Neuerungen an dem Serpoilet'sehen Dampferzeuger (Patentschrift No. 43311), in welchem die Verdampfung augenblicklich vor sich geht, ohne dafs eine Aufspeicherung weder von Wasser noch von Dampf in dem Erzeuger stattfindet.

Die augenblickliche Verdampfung wird bei diesem Dampferzeuger in eigenartigen flachen oder conachsialen Röhren zu Wege gebracht, in bezw. zwischen welchen ein kapillarer Hohlraum vorhanden ist. Diese Röhren haben vorzugsweise sehr.dicke Wandungen, viel stärker, als nöthig wäre, um dem Dampfdruck zu widerstehen, damit durch die Metallmasse ein Wärmespeicher gewonnen wird, welcher das Eintreten von Aenderungen in der Verdampfung verhütet und folglich die Dampferzeugung für eine und dieselbe Speisewassermenge selbstthä'tig regulirt, d. h. die Aenderungen in der Stärke des Feuers ausgleicht. Bei diesem Dampferzeuger mufs der Regulator des Motors nicht auf die Dampfeinströmung, sondern auf die Wassereinströmung zum Dampferzeuger einwirken. Indessen kann man auch beide Regulirungsmittel, das eine auf das einzuführende Wasser, das andere auf den in den Motor einzulassenden Dampf wirkend, gleichzeitig anwenden, wenn beide Mittel zugleich von dem Centrifugal- oder anderen Regulator allein beeinflufst werden.

Die Form und die Anordnung der kapillaren Dampfentwickelungsrohren können verschiedenartig sein; die Röhren können aus¹ Kupfer, Stahl, einem anderen Metall oder einer Legirung bestehen und einen linsenförmigen Querschnitt mit starken massiven Rippen oder einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken haben; ferner können sie aus zwei conachsialen Röhren gebildet sein, einem äufseren von gröfserer Masse, einem inneren von geringerer Dicke und mit Rippen versehen, welche das genaue Zusammenfallen der Mittellinien sichern. Der Dampferzeuger kann von einem einzigen (flachen oder aus zwei conachsialen Röhren bestehenden) Rohr gebildet sein, das spiral- oder schraubenförmig aufgerollt, gerade oder gebogen oder in irgend eine andere Gestalt gebracht ist; es können aber auch eine beliebige Anzahl von Röhren über oder neben einander in demselben Feuerraum von. beliebiger Einichtung herausnehmbar oder fest untergebracht sein.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind mehrere Grundformen der Röhren, sowie einige aus diesen Röhren gebildete Dampferzeuger dargestellt.

Fig. i, 2 und 3 veranschaulichen ein abgeflachtes Dampfentwickelungsrohr von linsenförmigem Querschnitt. Fig. 1 ist eine zum Theil im Schnitt gezeichnete Seitenansicht, Fig. 2 ein Querschnitt nach γ-δ, Fig. 1, und Fig. 3 ein Längsschnitt nach x-y, Fig. 1. Wie ersichtlich, ist in der Mitte des linsenförmigen Querschnittes des Rohres A ein kapillarer Raum α α^λ von so geringer Breite (ungefähr ein oder einige Zehntel Millimeter) übrig gelassen, dafs in diesem Raum die Bildung von

sogenannten Leidenfrost'sehen Tropfen nicht eintreten kann und das einen sehr dünnen Streifen bildende Wasser augenblicklich in. Dampf verwandelt werden mufs. Die sehr dicke Wandung des Rohres A kann noch nach Bedarf durch Rippen b von beliebiger Form und Anordnung verstärkt sein.

In Fig. 4 und 5 hat das Rohr A¹ einen flachen Querschnitt mit abgerundeten Kanten und besitzt einen kapillaren Raum a" a". Fig. 4 zeigt das Rohr in Seitenansicht, zum Theil im Schnitt, Fig. 5 ist ein Querschnitt nach a-ß, Fig. 4.

Fig. 6, 7 und 8 stellen zwei Grundformen der conachsialen Röhren mit kapillarem Zwischenraum dar, bei welchen das Zusammenfallen der Achsen in vollkommener Weise gesichert ist. In ein cylindrisches, starkwandiges Rohr, dessen Innenwandung glatt ist und dessen Aufsenwandung ebenfalls glatt oder mit Rippen oder Vorsprüngen versehen ist, welche parallel zur Achse des Rohres oder in Schraubenlinien angeordnet sind und zur Vergröfserung der Heizfläche dienen, ' ist ein dünneres Rohr eingeschoben, so dafs zwischen der Aufsenwandung des letzteren Rohres und der Innenwandung des ersteren ein ringförmiger kapillarer Zwischenraum verbleibt. Um das Zusammenfallen der Mittellinien dieser beiden Rohre dauernd zu sichern, ist das innere Rohr mit äufseren Rippen versehen, deren Höhe genau gleich der Dicke des kapillaren Zwischenraumes ist, der zwischen den beiden Rohren gelassen werden soll. Diese Rippen, welche vorzugsweise beim Ziehen des Rohres erzeugt werden und mit dem letzteren einen Körper bilden, können in beliebiger Anzahl vorgesehen sein; sie werden entweder parallel zur Achse des Rohres oder in sehr stellen Schraubenlinien angeordnet. Ferner können die Rippen ununterbrochen durchlaufen oder in gewissen Abständen unterbrochen sein, um eine Verbindung zwischen den verschiedenen Wasserkanälen herzustellen. In Fig. 6 ist das äufsere 'Rohr A im Längsschnitt und das innere Rohr in äufserer Ansicht gezeichnet. Fig. 7 ist ein Querschnitt durch die beiden Rohre.

Am Innenrohr sind beliebig viele Rippen b angebracht, welche in Fig. δ ^parallel zur Achse des Rohres und in Fig. 8 in steilen Schraubenlinien angeordnet sind. Diese Rippen b können durch Einsetzen, Löthen oder in anderer Weise angebracht sein.

Die Fig. 9 und ao zeigen bezw. im Verticalschnitt und im Querschnitt nach .x-x., Fig. 9, einen Dampferzeuger, bei welchem 'ein .spiralförmig gewundenes Rohr A von der in den Fig. :i,, 2 und 3 gezeigten Gestalt angewendet ist. jDer Wassereintritt findet bei c, ^Fig. ι ο, und der Dampfaustritt i>eiirf statt. Das Dampfentwickelungsrohr A ruht auf einem gufseisernen Kranz /, welcher mit Flügeln oder Rippen/¹' ausgestattet ist und mit seinem äufseren Rande auf dem inneren Flantsch des metallenen Manteltheiles g liegt. Unter dem Kranz/ ist der aus feuerfestem Material gebildete Mantel h angeordnet, welcher den Feuerraum einschliefst. Derselbe steht auf einem hohlen Sockel i, der den Rost/ trägt und als Aschenfall dient. Ar.ist die Aschenfallthür, m die Feuerthür und / der Feuerthürrahmen. Ueber dem Dampfentwickelungsrohr A ist eine Haube η aus feuerfestem Material angebracht, welche mit ihrem Rande auf den Rippen /' des Kranzes / aufruht und dazu bestimmt ist, die Feuergase seitwärts und nach unten abzulenken, bevor dieselben zwischen den Rippen /' nach dem Schornstein C entweichen. Diese Haube hat einen abnehmbaren Deckel, ferner ist auch die Decke des äufseren Mantels ρ des Dampferzeugers abnehmbar, um das Dampfentwickelungsrohr nach Bedarf besichtigen zu können. Gegenüber den Kanälen zwischen den Rippen /' sind in dem Manteltheil g mit einem Stöpsel verschliefsbare Reinigungslöcher 0, Fig. 10, vorgesehen, um den Rufs, welcher sich zwischen g und/' ablagert, von Zeit zu Zeit entfernen zu können.

Wie weiter oben angegeben wurde, können zwei oder mehrere . kapillare Dampfentwickelungsröhren A über einander in demselben Feuerraum angeordnet sein; der letztere kann erforderlichenfalls zwei besondere,, durch eine feuerfeste Scheidewand getrennte Roste enthalten. Bei gewissen Anwendungen, z. B. bei Dampfwagen oder kleinen Dampfschiffen, werden diese Rohre abwechselnd in Dienst gestellt, indem das Speisewasser durch Umstellen eines Hahnes abwechselnd in das eine und das andere oder in die einen und die anderen Röhren 'geleitet wird. Auf diese Art nehmen, während die einen Rohre die aufgespeicherten Calorien abgeben, die anderen Rohre neue auf.

Fig. 11 und 12 stellen im verticalen Querschnitt bezw. Längsschnitt eine Abänderung des Dampferzeugers dar, bei welcher ebenfalls Dampfentwickelungsröhren A von der in Fig. i, 2 und 3 gezeigten Gestalt angewendet sind. In diesem Falle sind die Rohre A aber gerade. Die Stäbe des Rostes D liegen quer zur Richtung der Rohre A, können indessen auch parallel zu den letzteren sein. .''FF sind Luftvorwärmungskanäle, in welche bei T, Fig. 11 .links, Luft eintritt, die in der Richtung der Pfeile .durch die Kanäle F zieht und dieselben unten bei q verläfst, mm unter den Rost D zu strömen. GG, Fig. 1.3., sind die Feuerzüge, durch welche die Verbrennungsproducte nach dem Fuchs H und dem Schornstein ziehen.

Während des Anhalrens des Motors oder des "Nichtgebrauches von Dampf wird unter den Rohren .A ;eine höhle Scheidewand s in den Feuerraum eingeschoben, um die Rohre

gegen die Strahlung des Feuers zu schützen .-und eine zu grofse Erhöhung der Temperatur zu vermeiden. Die hohle Scheidewand s ist, wie aus Fig. 11 ersichtlich, durch eine Platte so in zwei Ahtheikmgen getheilt, dafs Luft in der Richtung der Pfeile in der Scheidewand circulirt und die letztere abkühlt; die hier erwärmte Luft kann durch die Kanäle F unter den Rost geleitet werden.

Das Wasser wird den Dampfentwickelungsröhren A durch Röhren, Fig. 12 links, zugeführt, welche. von Vertheilungsröhren J abzweigen, denen die erforderliche Wassermenge in bekannter Weise geliefert wird. Der Dampf tritt aus den anderen Enden der Rohre A aus und strömt in einen oder mehrere Sammelbehälter K, Fig. 12 rechts. Jedes von den Rohren A zum Sammler K führende Dampfleitungsrohr kann mit einem Probirhahn. versehen sein, damit man sich in jedem Augenblick überzeugen kann, ob und wie viel Dampf jedes Entwickelungsrobr A liefert.

L, Fig. 11, ist die Feuerthür, MM, Fig. 12, sind Register, um die Gase, wenn die Scheidewand s eingeschoben ist und die Rohre A von der Feuerung trennt, direct nach dem Schornstein zu leiten. N N sind mit Verschlufsstöpsel versehene Schaulöcher.

Bei dem in den Fig. 13 und 14 in zwei Verticalschnitten dargestellten Dampferzeuger haben die kapillaren Dampfentwickelungsröhrchen A¹ die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Gestalt. Die Röhren A¹ sind in diesem Falle halbkreisförmig gebogen und in zwei Reihen neben einander aufgestellt. Sie empfangen das Wasser durch Vertheilungsröhren /, Fig. 13 links, und geben den Dampf an Sammelröhren K, Fig. 13 rechts, ab, welche sämmtlich mit einem Dampfsammler P in Verbin-■dung stehen. In der Achse des von den beiden Reihen der Röhren A¹ gebildeten Halbcylinders sind zwei oder mehrere Roste D angeordnet. Der Eintritt der Verbrennungsluft rindet oben durch die Oeffnungen r statt, von wo die Luft durch die Kanäle t unter die 'Roste D geleitet wird. ;Die heifsen Gase entweichen , nachdem sie durch die die ,untere Reihe von Röhren A¹ oben abdeckende Scheidewand Q seitlich abgelenkt sind und die obere Reihe von Röhren A¹ umspült haben, durch den Schornstein H, Fig. 14, ins Freie. Sämmtliche Dampfentwickelungsröhren A¹ nebst den Vertheilungs- und den Sammelröhren sind auf einem mit Rädern versehenen Gestell S _;moritirt, so dafs der Dampferzeugungsapparat zur Vornahme von Reparaturen, zum Auswechseln von Röhren oder zur blofsen Besichtigung nach dem Abnehmen der Stirnwand T aus der Feuerung herausgefahren werden kann. Das oberhalb der Rohre A¹ angebrachte Rohr O dient zum Vorwärmen des Speise wassers, welches von hier nach den Vertheilungsröhren J geleitet wird.

In den Fig. 15 und 16 ist im Verticalschnitt und im Querschnitt ein kapillares Dampfentwickelungsrohr dargestellt,, welches aus zwei in einander geschobenen conachsialen Rohren A und B besteht und als hängendes Rohr, ähnlich wie diejenigen des Field'sehen Kessels, ausgebildet ist. Hier findet die Speisewasserzufuhr durch ein kleines centrales Rohr u statt, welches in den unteren Theil des inneren Rohres B einmündet. Der Dampf tritt oben bei ν aus, um sich nach dem Sammelbehälter zu begeben. Das äufsere Rohr A ist aufsen mit Rippen e versehen, um die Heizfläche zu vergrößern. Ferner hat dasselbe an seiner Innenseite Rippen b, welche das Zusammenfallen der Mittellinien beider Rohre sichern, wie dies mit Bezug auf die in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellten Röhren erläutert worden ist. Bei dieser Anordnung ist es vortheilhaft, ■den Röhren eine schwach konische Form zu geben, um das Auseinandernehmen zu erleichtern,

Die Fig. 17, 18 und 19 veranschaulichen einen für häusliche Zwecke geeigneten Dampferzeuger, bei welchem zwei spiralförmig gewundene kapillare Dampfentwickelungsröhren A über einander angeordnet sind und die Brennrnaterialzufuhr zu den Rosten durch Füllschächte erfolgt. Dieser Dampferzeuger kann gleichzeitig zur Erzeugung des zum Betriebe eines Motors nöthigen Dampfes, zum Heizen der Zimmer, wie ein einfacher Stubenofen, zum Kochen von Speisen, zum Erhitzen von Wasser, kurz für alle Zwecke, denen eine gewöhnliche Kochmaschine zu dienen vermag, verwendet werden.

Das untere Rohr A ist fest mit dem gufseisernen Träger B² verbunden, welcher eine solche Form erhalten hat, dafs das Rohr bis zur Hälfte seines Querschnittes in den Träger genau -eingebettet ist. Hierdurch ist einerseits ein Hülfswärmespeicher gewonnen und andererseits das untere 'Rohr derart verstärkt, dafs es einer Ueberhitzung, welche von einer mangelhaften Beaufsichtigung des Feuers herrühren könnte, leicht widerstehen kann.

C² C² sind die Brennmaterialbehälter oder Füllschächte, aus welchen das Brennmaterial auf die Roste j herabsinkt, so dafs das verzehrte Material beständig durch neues ersetzt wird. Die obere Deckplatte K² des Ofens ist wie eine Herdplatte mit Oeffnungen versehen, damit dort Kochgefäfse, Bratpfannen und andere zur Zubereitung von Speisen oder zum Erhitzen von Wasser dienende Behälter aufgestellt werden können. R² ist die die Rohre A umgebende Haube aus feuerfestem Material, welche, wie aus Fig. 18 ersichtlich ist, die Feuergase seitwärts und nach unten

ablenkt, bevor dieselben nach dem Schornstein C³ entweichen. F² ist der Feuerraum und i der Aschenfall. Unter dem unteren Rohr A können herausziehbare hohle Scheidewände in derselben Weise angeordnet sein, wie dies mit Bezug auf die Scheidewände s der Fig. 11 und 12 beschrieben wurde.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Ein Dampfentwickelungselement von der durch den Anspruch 1. des Patentes No. 43 311 geschützten Art, bei welchem das zur Erzielung der richtigen Wirkung erforderliche Zusammenfallen der Mittellinien der beiden in einander geschobenen Röhren dadurch in dauernder Weise gesichert ist, dafs die Innenwandung des äufseren Rohres A, Fig. 6, 7 und 8, oder die Aufsenwandung des inneren Rohres B mit geraden oder schraubenförmig oder in anderer Form verlaufenden, stetigen oder stellenweise unterbrochenen Rippen bezw. Vorsprüngen b versehen ist, deren Höhe genau gleich der Dicke des kapillaren Zwischenraumes ist, welcher zwischen den Rohren gelassen werden soll. . ■

2. Ein Dampfentwickelungselement der durch den Anspruch 1. des Patentes No. 43311 und den vorstehenden Anspruch 1. geschützten Art, bei welchem die beiden in einander geschobenen Röhren A B, Fig. 1 5 und 16, unten geschlossen sind und das Wasser in den kapillaren Zwischenraum durch ein Rohr u eingeführt wird, welches durch den Boden des inneren Rohres B in den kapillaren Zwischenraum einmündet und in dem inneren Rohr B sich nach aufwärts erstreckt, so dafs die Wasserzuflufsleitung aufserhalb des Bereiches der directen Wirkung des Feuers liegt und daher gegen Durchbrennen geschützt ist.

3. Ein die vorstehend gekennzeichneten, in einander geschobenen Röhren ersetzendes flaches Verdampfungsrohr von der durch das Patent No. 46261 (Zusatz zu No. 43311) geschützten Art, welches, von linsenförmigem Querschnitt, auf der Aufsenwandung mit starken Rippen b, Fig. 1, 2 und 3, besetzt und spiralförmig aufgerollt, in einer Feuerung derart angeordnet ist, Fig. 9 und 1 o, dafs die Feuergase, nachdem dieselben zwischen . den Windungen des Rohres nach. aufwärts gestiegen sind, durch eine das Rohr überdeckende Haube η seitwärts und nach unten abgelenkt werden, um die Aufsenwandung der äufsersten Windung zu umspülen, bevor sie nach dem Schornstein entweichen.

4. Die Verbindung mehrerer flachen Verdampfungsrohre, welche wie im vorstehenden Anspruch 3. beschaffen, jedoch nicht spiralförmig aufgerollt, sondern gerade sind und neben und über einander liegen, mit einer Feuerung in solcher Weise, dafs die Feuergase durch Einschieben von Scheidewänden s, Fig. 11 und 12, unter die unterste Reihe der Rohre von den letzteren abgesperrt und durch Oeffhen besonderer Register M direct nach dem Schornstein geleitet werden können.

5. Die Anordnung mehrerer flachen Verdampfungsrohre von der durch das Patent No. 46261 (Zusatz zu No. 43311) geschützten Art in gekrümmter Form neben und über einander dergestalt in einer Feuerung, dafs die Rohre ^4', Fig. 13 und 14, einerseits auf einem oder mehreren Wasservertheilern J und andererseits auf einem oder mehreren Dampfsammlern K montirt sind, über die Roste des Feuerraumes hinweggehen und mit einem auf Rädern S ruhenden Gestell in Verbindung stehen, um die gesammten Röhren aus dem Feuerraum herausfahren zu können.

6. Die Anordnung zweier spiralförmig aufgerollter flachen Verdampfungsrohre von der im vorstehenden Anspruch 3. gekennzeichneten Art in der Weise in einer Feuerung über einander, Fig. 17,18 und 19, dafs die Windungen der Rohre genau auf einander liegen und das untere Rohr etwa bis zur Hälfte in einen entsprechend gestalteten Träger jB² eingebettet ist, welcher einen Hülfswärmespeicher bildet und dem unteren Rohr gröfsere Widerstandsfähigkeit gegen Ueberhitzung verleiht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.