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Vorrichtung zum Schutze gegen Verbrennen für die in den Feuerraum
von Lokomotivkesseln oder in die Umkehrkammer von Schiffskesseln ragenden Umkehrenden
von Heizrohrüberhitzern Die Erfindung bezieht sich auf Heizrohrüberhitzer, insbesondere
für Lokomotiv-, Lokomobil- und Schiffskessel, bei denen die Überhitzerschleifen
zum Gewinnen einer höherer: Überhitzung in die Feuerkammer bzw. bei Schiffskesseln
in die Umkehrkammer hineinragen. Es ist bei Schiffskesseln bekannt, die Überhitzerschleifen
nackt in die Umkehrkammer hineinragen zu lassen, wobei zum vorherigen Abkühlen der
Heizgase den hineinragenden Umkehrenden Wasserrohre vorgelagert sein können. Es
ist ferner bei Lokomotivkesseln bekannt, die- in die Feuerkammer hineinragenden
Umkehrenden des Überhitzers mit aufschiebbaren Schutzgliedern zu versehen, welche
bis auf das die Umkehrspitzen umschließende Ende die Form oben offener Schalen haben,
die unten geschlossen oder unterhalb des Spaltes zwischen den Rohrschenkeln. der'
Umkehrenden geschlitzt sein können. Im ersteren Falle wird die ganze Oberfläche
der nackten Umkehrenden für den Wärmeaustausch ausgenutzt, aber ein Schutz gegen
Durchbrennen durch Stichflammenwirkung ist gar nicht oder bei vorgeschalteten Wasserrohren
nur in beschränktem Maße vorhanden. Im zweiten Falle ist zwar ein solcher Schutz
vorhanden, aber ein Teil der Oberfläche .der Umkehrenden ist der unmittelbaren Einwirkung
der Heizgase entzogen, so daß nicht die volle Oberfläche der Umkehrenden als von
den Heizgasen bestrichene Wärmeaustauschfläche ausgenutzt wird.
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Demgegenüber soll durch die Erfindung der Schutz der in die Feuerkammer
hineinragenden Umkehrenden gegen Stichflammenwirkung nicht nur unter Ausnutzen der
gesamten Oberfläche der hineinragenden Umkehrenden erreicht, sondern es soll auch
der Wärmeaustausch beträchtlich erhöht und damit die Gesamtüberhitzung gesteigert
werden. Zu diesem Zweck sind die in den Feuerraum bzw. in die Umkehrkammer frei
hineinragenden Umkehrenden der Überhitzerrohre von nackten, an der Stirnseite offenen
Heizrohrverlängerungen aus Spezialstahl umgeben. Diese Verlängerungen können entweder
mit den Heizrohren aus einem Stück bestehen, oder sie können als kurze Rohrhülsen
an den den Rohrboden nur wenig überragenden Heizrohren oder an dem Rohrboden befestigt
sein. Diese Befestigung kann durch stumpfes Anschweißen erfolgen oder dadurch, daß
die Rohrhülsen in die Heizrohrenden hineingesteckt und in ihrer Lage durch Schweißen,
Hartlöten, Einwalzen oder Einschrauben. gesichert sind. Als Spezialstahl für
die
Rohrverlängerungen können hochwertige, zunderungsbestän.dige Stahllegierungen verwendet
werden oder auch gewöhnlicher, in bekannter Weise alumettierter oder parkeris.ierter
Stahl. Werden außer den verlängerten Heizrohrenden auch die Umkehrenden, der Überhitzerrohre
aus Spezialstahl hergestellt, so ist es durch die vorliegende Erfindung möglich,
einen Heizfohrüberhitzer mit in die Feuerkammer hineinragenden Umkehrenden für in
der Kammer herrschende sehr hohe Temperaturen bis etwa i 2oo° zu verwenden, wobei
der besondere Vorteil darin besteht, daß man auch eine verhältnismäßig höhere Überhitzung
erzielt als bei den nackt in die Feuerkammer hineinragenden Umkehrenden, weil die
Heizgase auch in den Heäzrohrverlängerungen mit der gleichen hohen Geschwindigkeit
an der Heizfläche der Umkehrenden entlang geführt werden wie bei der übrigen Heizfläche
der Überhitzerelemente. Dies ist bei den nackt in die Kammer hineinragenden Umkehrenden
nicht der Fall. Bekanntlich wird aber der Wärmeaustausch durch Erhöhen der Heizgasgeschwindigkeit
wesentlich verbessert.
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Es ist zwar auch bereits bekannt, bei Heizrohrkesseln überhitzerrohre,
welche durch die ganze Länge der Feuerbüchse hindurchgehen und bei denen der Frischdampf
in der Rauchkammer zugeführt und der Heißdampf hinter der Feuerbüchse abgeführt
wird, in ihrem die Feuerbüchse durchsetzenden Teil mit einer die Verlängerung der
Heizrohre bildenden Schutzhülle gegen die Stichflammen zu versehen. In diesem Falle
ist indessen diese Schutzhülle nicht nackt, sondern von einem wärmeschützenden Mantel
aus feuerfestem Stoff umgeben. Der Eintritt der Feuergase ist dabei an die Oberseite
dicht unterhalb der wassergekühlten Decke der Feuerbüchse verlegt. Zwar haben die
in die Schutzhülle eintretenden Feuergase auch hier die gleiche Strömungsgeschwindigkeit
wie in dem übrigen Teil der Heizrohre, aber sie werden durch die erwähnte Verlegung
der Gaseintrittsstelle absichtlich von der in der Feuerbüchse selbst herrschenden
hohen Temperatur heruntergekühlt, so daß die beim Erfindungsgegenstand beabsichtigte
Wirkung einer höheren Überhitzung gegenüber Heizrohrüberhitzern mit nackt in die-
Feuerkammer hineinragenden Umkehrenden nicht erzielt wird. ' Die Zeichnung zeigt
einige Ausführungsbeispiele. Abb. i ist ein teilweiser Längsschnitt durch die Feuerkammer
und anschließende Heizrohre eines Lokomotivkessels. Abb. 2 ist ein ebensolcher Schnitt
durch die Umkehrkammer eines Schiffskessels. Abb. 3 und 4 sind Schnitt und teilweise
Stirnansicht der Rohrwand einer abgeänderten Ausführungsform und Abb. 5 ein Einzelschnitt
durch eine weitere abgeänderte Ausführungsform.
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In -Abb. i bezeichnet i die Feuerbüchse bzw. Verbrennungskammer, 2
deren vordere Rohrwand und 3 die Heizrohre. Die Überhitzerschleifen 4 ragen in bekannter
Weise, und zwar nach dem gezeichneten Ausführungsbeispiel in gleicher Länge, über
die Rohrwand 2 hinaus in die Feuerkammer hinein, während die Heizrohre 3 um eine
entsprechende Strecke ebenfalls in die Feuerkammer hinein verlängert sind. Die Enden
dieser aus Spezialstahl bestehenden Verlängerungen der Heizrohre haben vorteilhafterweise
einen etwas aufgebördelten Rand 5.
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In Abb. 2 ist 6 die Umkehrkammer eines Schiffskessels, in welche in
bekannter Weise die Umkehrenden 4 der Oberhitzerschle.ifen, und zwar nach dem gezeichneten
Beispiel gestaffelt in verschiedener Länge hineinragen. Die entsprechenden Verlängerungen
der Heizrohre 7 sind als beiderseits offene Rohrhülsen 8 stumpf an die etwas über
die Rohrwand 9 hinausragenden Heizrohre 7 an der punktiert angedeuteten Stelle beispielsweise
elektrisch angeschweißt.
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In Abb. 3 ist io die Rohrwand, i i sind die Heizrohre und 12 die in
die Kammer hineinragenden Umkehrenden der Überhitzerschleifen. Die an einem Ende
etwas aufgeweiteten Verlängerungshülsen 14 für die Heizrohre i i sind hier nicht
an diese, sondern an die Rohrwand io durch Schweißen an den in Abb. 4 angedeuteten
Stellen 15 angeschweißt.
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Bei dem Beispiel nach Abb. 5 sind die Verlängerungshülsen 16 in die
Enden der Heizrohre i i eingesteckt und vorteilhaft mit einem Begrenzungsanschlag
17 versehen sowie bei 18 durch stellenweises Schweißen bzw. Punktschweißen
in ihrer Lage gesichert. Bei dieser Ausführungsform ersetzt der eingesteckte Hülsenteil
vorteilhafterweise die sonst zum Schutz der Einwalzstellen der Heizrohre verwendeten
Brandringe.
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Die gezeichneten Ausführungsformen sind nur beispielsweise. Wesentlich
für die Erfindung ist, daß die in die Feuerkammer oder Umkehrkammer hineinragenden
verlängerten Umkehrenden der Überhitzerschleifen innerhalb einer nicht ummantelten,
an der Stirnseite offenen Heizrohrverlängerung aus Spezialstahl liegen und hierdurch
einerseits gegen St.ichflammenwirkung geschützt sind, andererseits aber mit ihrer
gesamten Heizfläche mit den mit größerer Geschwindigkeit hindurchströmenden Heizgasen
in Berührung kommen, ohne daß wie bei der übrigen Länge der Heizrohre den Heizro,hrverlängerungen
an der Außenfläche Wärme entzogen wird.