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Wasserrohrdampfkessel Die Erfindung betrifft einen # Wasserrohrdampfkessel,
dessen im wesentlichen senkrecht angeordnete Wasserrohre durch eine Zwischenwand
in zwei ineinander gelagerte Rohrbündel unterteilt sind.
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Der Erfindung gemäß. wird das innere Rohrbündel durch eigene Feuerung
und das äußere, von einem vorzugsweise abnehmbaren Mantel umschlossene Rohrbündel
gleichzeitig durch die von der eigenen Feuerung kommenden Abhitzegase oder gleichzeitig
oder wechselweise mit der Beheizung des inneren Rohrbündels durch fremde Abhitzegase
beheizt. Es können gegeb,enen£alls nach der Beheizung des äußeren Rohrbündels durch
fremde Abhitzegase diese auch zum inneren Rohrbündel geleitet, d. h. also beide
Rohrbündel gleichzeitig nur durch fremde Abhitzegase beheizt werden. Diese verschiedenen
Betriebsmöglichkeiten ergeben den erheblichen Vorteil, daß, neben der Anpassung
des Kessels an die jeweiligen Betriebsverhältnisse der Betrieb sich sowohl bei der
Verwendung der Abgase der eigenen Feuerung als auch bei Verwendung von fremden Abgasen
und einer :eigenen Feuerung unter Wahrung einer guten Wärmeausnutzung billig, d.
h. also sehr wirtschaftlich gestaltet. Um Betriebsstörungen zu vermeiden, wie sie
sich bei bekannten Kesseln bei Anwendung von fremden Abhitzegasen neben direkter
Feuerung ergeben, werden der Erfindung gemäß bei einer solchen Beheizungsart die
von der eigenen Feuerung kommenden. Gase getrennt von -den fremden Abhitzegasen
abgeführt.
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Die wahlweise Beheizung bei Rauchrohrkesseln mit eigener Feuerung
und fremden Abhitzegasen ist an sich bekannt. Hier wird von den Abhitzegasen nur
ein kleiner Teil der Heizrohre durchströmt, die wesentlich kürzer sind als diejenigen
Heizrohre, die von der eigenen Feuerung beheizt werden. Aus diesem Grunde liegt
bei Abgasbetrieb das Wasser in einem großen Teil des Kessels unbewegt und führt
sehr leicht zu Koirosion. Bei Betrieb mit eigener Feuerung ist der Nachteil vorhanden,
daß die aufsteigenden Dampfblasen das Absinken des kälteren Wassers verhindern oder
mindestens erheblich erschweren. Außerdem ist die Wärmeausnutzung der Abhitzegase
infolge der Kürze der von diesen durchströmten Heizrohre nur äußerst mangelhaft.
Ein auch nur einigermaßen wirtschaftlicher Betrieb eines solchen Kessels nur unter
Anwendung von fremden Abhitzegäsen ist also ausgeschlossen.
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Es ist auch schon für Wasserrohrkessel der wahlweise Betrieb mit eigener
Feuerung und fremden Abhitzegasen vorgeschlagen worden. Die Wasserrohrkessel nach
diesen Vorschlägen ,arbeiten aber, im Gegensatz zu dem Wasserrohrkessel gemäß der
Erfindung sio, daß die Wasserrohre nur von der eigenen Feuerung beheizt werden,
während die Abgase durch in der unteren Trommel des
Wasserrohrkessels
vorgesehene Rauchrohre geführt werden. Es zeigen sich also bei diesen Kesseln im
wesentlichen dieselben Nachteile wie bei den bekannten. Heizungskesseln mit wahlweiser
Beheizung, nämlich in erster Linie ungenügender Wärmeumlauf und daher schlechte
Wärmeausnutzung bei Abgasbetrieb.
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Je nach der angewandten Beheizungsart erfolgt die stärkere Beheizung
einmal außen und einmal innen. Demnach sind einmal die Rohre des inneren und einmal
di:e des äußeren Bündels Fallrohre. Der Erfindung gemäß ist ein Speiserohr zur Zuführung
des kalten Speisewassers ringförmig zwischen den oberen Rohrenden der beiden ineinander
gelagerten Rohrbündel angeordnet, so daß durch dieses Ringrohr das kalte Speisewasser
stets den Fallrohren zugeführt werden kann, gleichgültig, welche Art' der Beheizung
angewendet wird, d. h. ob die Rohre des äußeren oder die des inneren Rohrbündels
Fallrohre sind. Die Zuführung des verhältnismäßig kalten Speisewassers zu den Fallrohren
hat den Vorteil, daß, das Wasser in diesen sofort absinkt und durch die Differenz
der spezifischen Gewichte zwischen heißem und kaltem Wasser den Wasserumlauf fördert.
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Die Zeichnungen stellen beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch den Kessel.
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Abb.2 stellt einen Querschnitt durch den Kessel dar.
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Abb. 3 und ¢ veranschaulichen Seitenansicht und Draufsicht des Kessels.
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Abb.5 bis 7 zeigen eine zweite Ausführungsform, und zwar Abb.5 teilweise
eine Seitenansicht, teilweise einen senkrechten Längsschnitt, Abb.6 einen Querschnitt,
und Abb.7 veranschaulicht schematisch die Heizgasführung im Kessel.
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Gemäß Abb. i besteht der Kessel aus einem Wasserraum i und einem Dampfraum
2, die durch zwei Rohrbündel 5 und 6 miteinander verbunden sind. Diese konzentrisch
ineinander angeordneten Rohrbündel sind durch Längszwischenwände 7 getrennt, derart,
daß sich eine mit Wasserrohren umgebene zylindrische Brennkammer 8 und eine äußere
ringförmige Gaskammer ,ergeben, die außen von einem abnehmbaren Mantel 9 umgeben
ist. Das in dieser ringförmigen Gaskammer liegende Rohrbündel 5 ist durch senkrecht
zu den Rohrachsen angeordnete Blechringe io in. mehrere Kammern geteilt, im vorliegenden
Falle in vier Kammern 1 bis IV, die ihrerseits durch entsprechende Kanäle i i (Abb.
3) miteinander verbunden sind, Die Brennkammer 8 erhält oben und unten eine Verbindung
nach außen durch je einen Stutzen 12. Die Stutzen 12 bewirken gleichzeitig eine
Versteifung zwischen den gewölbten Böden und den Rohrplatten 3 und q. An einen dieser
Stutzen ist eine Feuerung, z. B. wie gemäß Abb. i eine Ölfeuerung 13,
angebracht
und oben ein überhitzer i q. eingebaut, welcher in die Brennkammer 8 hineinragt.
Im Dampfraum 2 ist an der Stelle, an welcher das Wasser je nach Beheizung z. B.
aus den Rohren des Bündels 6 aufsteigt und in die Rohre des anderen Bündels 5 eintritt,
eine ringförmige Speiseleitung 15 vorgesehen, welche das Wasser gleichmäßig auf
die jeweiligen Fallrohre verteilt.
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Der Kessel kann nun für verschiedene B@etriebsfälle verwendet werden.
i. Beheizung nur mit Abgasen Die Abgase von Dieselmotoren, Glühöfen, Gasmaschinen
u. dgl. werden durch einen Stutzen 16 in die Kammer I eingeleitet, durchströmen
diese im Kreislauf und gelangen von dieser durch den Kanal i i (Abb. 3) in die zweite
Kammer II und nach Durchströmen derselben in die Kammern III und IV. Aus der letzten
Kammer treten sie durch den Stutzen 17 aus. - Wird der Kessel ausschließlich
mit Abgasen beheizt, so können diese von der Kammer IV in die innere Kammer 8 geleitet
werden, .aus welcher sie ins Freie gelangen. Durch diese Gasführung wird erreicht,
daß die Gase in einem Zug ohne Umkehrung und Unterbrechung durch sämtliche Kammern
I bis IV strömen und dabei stets auf die Rohre im Kreuzstrom auftreffen, so daß
ein hoher Wärmeübergang bei geringem Gasdruckverlust sowie ein gutes Durchwirbeln
der Gase erzielt wird. Der Wärmeübergang erfolgt hauptsächlich durch Berührung.
Bei dieser Beheizung steigt das Wasser in den Rohren des Systems 5 nach oben, gibt
seine Dampfblasen im Dampfraum 2 ab und fällt durch die Rohre des Systems 6 wieder
nach unten.
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z. Beheiz-ung mit Ölfeuerung Der Brenner 13 für die Ölfeuerung ist
gemäß Abb. i senkrecht nach oben gerichtet. Die Flamme gibt hierbei den größten
Teil ihrer Wänne durch Strahlung an das Rohrbünde16 .ab. Im weiteren Verlauf trifft
die Wärme auf den überbitzer 14. Die Abgase der Ölfeuerung treten durch die Öffnung
18 ins Freie. Die Wärmneabgabe an den überhitzer findet teils durch Strahlung, teils
durch Berührung statt. Das Wasser steigt in diesem Falle in den Rohren des Systems
6 hoch, gibt seine Dampfblasen im Dampfraum 2 ab und fällt durch die Rohre des Systems
5 nach unten.
3. Beheizung mit Abgasen (nach i) und mit Öl (nach
z) Es sind nun noch weitere Schaltungsmöglichkeiten der Gaswege vorhanden. Beispielsweise
könnte der Gasaustritt 17 statt an der Kammer IV an der Kammer III angebracht werden.
Dadurch könnten die Abgase der Ölfeuerung von dem Austritt 18 zur Kammer IV geleitet
werden, diese im Kreislauf durchströmen und dann erst austreten, Oder die Abgase
der Ölfeuerung werden von der Brennkammer 8 durch eine besondere in der Zwischenwand
7 vorgesehene Öffnung i9 sofort in die Kammer IV eingeleitet.
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Die prinzipielle Wirkungsweise bleibt dieselbe, wenn die Ölfeuerung
auch oben an Stelle des Überhitzers angebaut wird und nach unten brennt. Die Abgase
würden dann unten abgeleitet werden oder in die Kammer I übertreten und nur diese
oder alle Kammern I bis IV durchströmen. Bei letzterer Betriebsart kann der Kessel
nur mit eigener Feuerung betrieben werden, wenn nicht für abwechselnden Betrieb
mit Feuerung und Abgasen besondere Absperrvorrichtungen vorgesehen sind.
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Durch die Anordnung der beiden Rohrsysteme 5 und 6 wird ein besonders
guter Wasserumlauf erzielt, da bei jeder Betriebsart ein System in bezug auf das
andere wesentlich stärker beheizt wird.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 5 bis 7 erfolgt die Beheizung der
Rohre 5 durch eine andere Gasführung. Zwischen dem Zwischenmantel 7 und dem Außenmantel
i o (Abb. 7 ) sind parallel zu den Rohren Längsbleche 2o eingebaut. Die Abbildung
zeigt sechs solcher Längsbleche, die konzentrisch um den Mantel 7 herumgesetzt sind.
Die Gase treten durch einen Stutzen a i in die Kammer I' ein, steigen in dieser
hoch, gelangen oben durch eine Öffnung 2z in die Kammer II', strömen in dieser nach
unten und unten durch eine Öffnung in die Kammer III' usf., bis sie durch einen
Stutzen 23 aus der letzten Kammer austreten.
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Entsprechende Anordnungen der Längsbleche 2o gestatten natürlich noch
weitere Schaltungsmöglichkeiten für die Gasführung.
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Bei allen Ausführungsformen .ist die von dem inneren Rohrbündel 6
unmittelbar umgebene Brennkammer 8 so groß bemessen, daß. die Beheizung des inneren
Rohrbündels überwiegend durch Strahlung erfolgt. Das hat den Vorteil, daß bei gleicher
Heizfläche viel mehr Wärme als durch Berührung übertragen wird.