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Zweistufiger überhitzer für Lokomotivkessel o. dgl. Gegenstand der
Erfindung ist ein zweistufiger Überhitzer für Lokomotivkessel o. dgl., insbesondere
für Lokomotivkessel mit einem Verbrennungskanal zwischen Feuerbüchse und Langkessel.
Gemäß der Erfindung ist .die eine Stufe des Überhitzers als Strahlungsüberhitzer
ausgebildet, dessen .die Heizfläche bildenden Rohrstränge auf den feuerfesten Steinen
der Feuerbrücke gelagert sind, während die andere Stufe durch Rohrstränge im Verbrennungskanal
zwischen Feuerbüchse und Langkessel gebildet wird, wobei die Dampfkästen für beide
Überhitzerstufen zwischen den Überhitzern unterhalb der Feuerbrücke liegen.
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Zweistufige Überhitzer, bei denen die eine Stufe in der Hauptsache
durch strahlende Wärme und die andere Stufe im wesentlichen durch Berührungswärme
beheizt wird, sind an sich, jedoch in anderer Anordnung und Zusammenstellung, bekannt.
Diese zweistufigen Überhitzer bieten .den Vorteil, daß sich eine möglichst gleichmäßige
Überhitzungstemperatur erreichen läßt, da bei dem Strahlungsüberhitzer die Beheizung
auch bei Belastungsschwankungen des Dampfkessels im wesentlichen gleichbleibt. Im
vorliegenden Fäll ergibt sich ein zusätzlicher Vorteil durch die besondere Art der
Unterbringung der einzelnen Überhitzergruppen insofern, als die Möglichkeit besteht,
die Anschlüsse zum Zuführen des Sattdampfes und zum Ableiten des Heißdampfes sowie
die Verbindungsglieder zwischen den beiden Überhitzergruppen in einfacher und leicht
zugänglicher Art zwischen den beiden Überhitzergruppen unterhalb der Feuerbrücke
unterzubringen. Bei einem bekannten zweistufigen Überhitzer für Lokomotivkessel
ist zum Beispiel für jede Überhitzergruppe ein besonderer Dampfkasten vorgesehen,
die an zwei getrennten Stellen liegen, und zwar befindet sich der eine Dampflasten
unterhalb der Feuerbrücke und der andere in der Rauchkammer. Die beiden Dampfkästen
sind durch besondere, verhältnismäßig lange Rohrleitungen miteinander verbunden.
Diese Nachteile werden durch die Anordnung gemäß der Erfindung beseitigt, da die
Dampfanschlüsse und die Verbindungen zwischen den Überhitzergruppen an der Verbindungsstelle
selbst unterhalb der Feuerbrücke untergebracht sind. Nach einer
vorteilhaften
Ausführungsform der Erfindung wird an der Verbindungsstelle der beiden Überhitzergruppen
ein für -die beiden Stufen des Überhitzers - gemeinsamer Dampfkasten unterhalb der
Feuerbrücke vorgesehen. Die erwähnten Rohrleitungen bei der bekannten Anordnung
werden hierdurch vermieden, ferner kann man den Dampf aus dem Dom unmittelbar durch
seitliche Rohre dem gemeinsamen Dampfkasten zuleiten. Weiter wird durch die Lage
des Strahlungsüberhitzers unmittelbar auf den Steinen der Feuerbrücke eine Ersparnis
an Raum und Baustoff bei gleichzeitiger Erzielung einer hohen Überhitzung erreicht,
ohne daß die Elemente dieses Strahlungsüberhitzers der Gefahr des Verbrennens ausgesetzt
sind. Es empfiehlt sich dabei, lediglich die Umkehrenden der Überhitzerelemente
gegen den Angriff der Flamme zu schützen, was gemäß einer Ausführungsform der Erfindung
durch eine entsprechende Ausgestaltung der oberen Endsteine der Feuerbrücke geschehen
kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind oberhalb der
auf .der Feuerbrücke gelagerten Überhitzerelemente in bekannter Weise feuerfeste
Steine leicht abnehmbar angeordnet. Diese Steine ergeben die Möglichkeit, .die Wärmeaufnahme
durch die Überhitzerelemente und damit die Größe der Überhitzung zu ändern, indem
man j e nachdem mehr oder weniger Steine von dieser Decke abnimmt.
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Die Zeichnung stellt zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindunggegenstandes
dar. Fig. i zeigt .die eine Ausführungsform in einem senkrechten Mittellängsschnitt
nach Linie i-i der Fig. 2 durch den hinteren Teil eines Lokomotivkessels. Fig. 2
ist ein halber Querschnitt nach Linie 2-2 der Fig. i, und Fig.3 ist ein halber Querschnitt
nach Linie 3-3 der Fig. i. Die Fig. 4. zeigt in einer der Fig. i entsprechenden
Darstellung eine zweite Ausführungsform. Fig.5 ist ein Schnitt nach Linie 5-5 der
Fig. 4..
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Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen bezeichnet io den Lokomotivkessel
mit den Rauchrohren i2 und dem vorderen Wasserschenkel r4., während der hintere
Wasserschenkel mit 16 bezeichnet ist. Zwischen diesen beiden Wasserschenkeln 14
und 16 erstrecken sich durch die Feuerbüchse i7 oberhalb des Rostes bzw. der Brenner
Wasserrohre 18, und zwar vom Schenkel 14 nach dem Schenkel 16, in der Richtung von
unten nach oben. Auf den Wasserrohren 18 sind feuerfeste Steine 26 gelagert, welche
mit den Rohren 18 die Feuerbrücke bilden, die nach vorn durch eine senkrechte, auf
einem Querträger 2o gelagerte Wand aus feuerfesten Steinen 22 abgeschlossen ist.
Der Brennstoff wird in dem Raum 2q. zwischen der Feuerbrücke-nwand 22 und der hinteren
Wand der Feuerbüchse verbrannt. Die Wand 22 ist von dem vorderen Wasserschenkel
14 mit genügendem Abstand angeordnet, um die Enden der Überhitzerelemente zwischen
der Wand und dem Schenkel durchführen zu können. Bei den .dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Enden der Überhitzerelemente an einen Dampfkasten 28 angeschlossen, welcher
sich in der Querrichtung des Kessels io erstreckt und unterhalb des Trägers 2o zwischen
diesem und dem Wasserschenkel 14 angebracht ist. Der Überhitzer ist in bekannter
Weise in zwei Stufen unterteilt. Die Überhitzerelemente 3o der einen Stufe sind
in Fig. i bis 3 mit ihren Enden an den Kasten 28 angeschlossen und erstrecken sich
dann nach oben über die senkrechte Wand 22 hinaus sowie nach hinten über die Oberfläche
der durch die Steine 26 gebildeten Feuerbrücke. Die hinteren Enden oder die Umkehrenden
32 der Überhitzerelemente 30 sind gegen den Angriff der heißen Gase in der Feuerbüchse
durch besonders geformte, feuerfeste Steine 34 geschützt, die am oberen Ende 34.a
nach vorn über die Umkehrenden 32 der Überhitzerelemente gebogen sind. Die Überhitzerelemente
3o nehmen in erster Linie Wärme durch Strahlung von den Verbrennungsgasen in dem
Verbrennungsraum oberhalb der Feuerbrücke auf. Eine gewisse Wärmemenge wird aber
auch durch unmittelbare Berührung mit den Gasen übertragen. Ferner erhält die Unterseite
der Elemente 30 Wärme durch unmittelbare Strahlung von der Feuerbrücke 26 aus. Die
Wärmeaufnahme durch die Elemente 30 ist daher pro Flächeneinheit sehr hoch,
so daß die gesamte Fläche dieser Elemente im Verhältnis zu der durch sie dem Dampf
zugeführten Überhitzungswärme klein sein kann. Um die Möglichkeit einer Beschädigung
der Elemente durch die Rauchgase noch weiter zu verringern, werden die Elemente
vorteilhaft fast ganz unterhalb der hinteren und oberen Kante der Feuerbrücke 26
gelagert.
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Im vorderen Teil des Kessels, und zwar in dein Verbrennungskanal 38
zwischen der Feuerbüchse 17 und den Rauchrohren 12 des Langkessels, sind die Überhitzerelemente
36 der zweiten Stufe untergebracht. - Die Enden dieser Überhitzerrohre 36 sind ebenfalls
an den Dampfkasten 28 angeschlossen. Die Rohrstränge 36 in dem Verbrennungskanal
38 erhalten ihre Wärme hauptsächlich durch Berührung mit den Rauchgasen, welche
in die Rauchrohre 12 eintreten.
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Die Elemente 36 und 30 sind an den Dampfkasten 28 so angeschlossen,
daß die Rohre 36 einen Vorüberhitzer und die Rohre 3o einen
Nachüberhitzer
bilden. Die Schaltung könnte natürlich auch in umgekehrter Reihenfolge vorgenommen
werden. Um die angegebene Schaltung der Elemente 36 und 30 zu ermöglichen, ist der
Dampfkasten 28 durch zwei innere Längswände 42 und 44 in drei Längskammern unterteilt.
Die vordere Kammer des Kastens 28 ist mit 46, die mittlere Kammer mit 48 und die
hintere Kammer mit 5o bezeichnet. Die Kammer 46 ist durch einen Einlaßstutzen 52
und ein nicht dargestelltes Verbindungsrohr an den Dampfkessel angeschlossen. Der
Dampf, welcher der Kammer 46 zugeleitet wird, geht zunächst in die Elemente 36 und
dann zurück in die mittlere Kammer 48. Aus dieser geht-er dann in die Elemente
30 und von .diesen zurück in die Kammer 5o, aus welcher er durch einen Stutzen
54 und durch ein nicht dargestelltes Verbindungsrohr nach dem Regler der Maschine
gelangt. Der Dampfkasten 28 ist durch Flansche 4o an dem Grundring 41 der Feuerbüchse
und an dem unteren Träger 20 der Feuerbrückenwand 22 befestigt. Die Enden der Überhitzerelemente
30 und 36 sind an den Dampfkasten 28 durch Vermittlung von Klammern oder
Bügeln 56 und Schraubenbolzen 58 angeschlossen, welch letztere durch die Trennungslängswände
42 und 44 bis zur Unterseite des Dampfkastens 28 geführt sind, um die Muttern 6o
unterbringen zu können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 und 5 ist die Anordnung des
Überhitzers im wesentlichen die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
jedoch sind die Elemente 7o auf den feuerfesten Steinen der Feuerbrücke etwas anders
ausgebildet. Die Elemente 70 liegen nicht, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
in gleichlaufenden senkrechten Ebenen, sondern sind oberhalb der Feuerbrücke so
gebogen, daß ihre wärmeaufnehmenden Teile in einer waagerechten Ebene bzw. im wesentlichen
gleichlaufend zu der Oberfläche der Feuerbrücke liegen. Sie sind vorteilhaft auf
einem größeren oder kleineren Teil ihrer Oberfläche in bekannter Weise durch feuerfesten
Baustoff 62 bedeckt. Wenn die ganze Oberfläche der Elemente auf der Feuerbrücke
mit dieser Decke 62 versehen ist, dann erhalten die Elemente nur Wärme durch Berührung
mit der Decke und der Feuer-Brücke. Es kann jedoch erforderlichenfalls ein Teil
der Decke 62 entfernt werden, um die Oberfläche der Elemente 70 freizulegen.
Die Decke besteht aus zwei Teilen 64 und 66, von denen die oberen Teile 66 entfernt
werden können. Die oberen Kopfsteine 8o des Ausführungsbeispiels nach Fig.4 und
5 sind etwas anders geformt als die Kopfsteine 34 nach -der Fig. i, und zwar so,
daß man die Steine 66 über die freien Enden der Elemente 70 legen kann. Die vorderen
Kopfsteine 9o der Feuerbrücke sind so geformt, daß sie ein Widerlager für die Aufnahme
der Schubkräfte von den Steinen der Decke 62 bilden.