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Dampferzeuger, insbesondere für Fahrzeuge Den Gegenstand der Erfindung
bildet ein Dampferzeuger, der sich insbesondere für Verhältnisse eignen soll, bei
denen es darauf ankommt, an Gewicht und Raum zu sparen, andererseits aber die Möglichkeit
bestehen muß, bei geringem Wasserinhalt große Dampfmengen gleichzeitig zu erzeugen
und die Dampferzeugung von geringer Leistung schnellstens auf die Höchstleistung
zu bringen, und umgekehrt, wie es z. B. bei Schiffen, Lokomotiven und anderen Fahrzeugen
der Fall ist. Kesselbauarten, die beheizte Gefäße mit großem Wasserinhalt aufweisen,
wie sie z. B. für gewöhnliche, mit großen Verdampfertrommeln ausgestattete Lokomotiven,
Dampfwalzen u. dgl. üblich sind, eignen sich für solche Fälle nicht. Die Aufgabe
der Erfindung geht also dahin, einen den vorgenannten hohen Anforderungen gerecht
werdenden leichten Fahrzeugkleindampferzeuger zu schaffen. Die gestellte Aufgabe
soll dadurch gelöst werden, daß der Dampferzeuger in neuer Form in eigenartiger
Weise als Hochleistungsschnelldampferzeuger ausgebildet ist unter Verwendung teils
für Automobildampferzeuger und teils für andere Dampferzeuger bekannter Maßnahmen.
Dabei ist z. B. der bei Fahrzeugkleindampferzeugern an sich bekannte Gedanke, die
Brennkammer nur durch die Verdampferrohre zu umgrenzen, in eigenartiger Weise mit
Hilfe von Steigrohren verhältnismäßig geringer Länge durchgeführt. Um dabei die
erforderlichen großen Heizflächen bei kleinem Feuerungsraum mit hoher spezifischer
Belastung zu ermöglichen, ist der bei Niederdruckdampferzeugern für Heizzwecke ebenfalls
schon durchgeführte Vorschlag, flache Verdampferrohre mit den Schmalseiten so nebeneinander
anzuordnen, daB sie Wände des Feuerungsraumes bilden, in vorteilhafter Weise mit
verwendet.
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Die bekannten für Niederdruckheizungsanlagen vorgeschlagenen Ausführungen
können für die Zwecke der Erfindung nicht ohne weiteres übernommen werden, weil
sie der Erfindungsaufgabe nicht gerecht werden. Bei denselben wird der Flächenraum,
der die Brennkammer umgrenzt, nicht genügend für die Dampferzeugung ausgenutzt,
und außerdem führen die Siederohre zuviel Wasser.
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So ist bei einer bekannten Bauart die Wandung des Feuerraumes nur
auf drei Seiten aus Röhren gebildet, von denen die der Seitenwände noch dazu Rundrohre
sind, während nur die Hinterwand aus Flachrohren besteht, die oben an der Auslaßstelle
für die Feuergase rund geblieben sind, um den Gasdurchlaß frei zu halten. Es bleiben
dabei also große Flächen der Feuerraumwandung und die ganze Bodenfläche unausgenutzt.
Außerdem enthalten sowohl die Flachrohre, die ovalen Querschnitt haben, wie auch
besonders die Rundrohre, zuviel Wasser. Der Wärmedurchgang ist daher für die Schnelldampferzeuger,
auf
die sich die Erfindung allein bezieht, ungenügend: Auch ist die Arbeitsweise zu
lässig; als daß die Leistung ausreichend schnell gesteigert- und vermindert werden
könnte: Der Wärmeübergang ist auch ungleichmäßig;'; weil die über dem Rost aufsteigenden
Feuez@ gase einseitig nach hinten strömen. Es müssen, daher, um einen Ausgleich
wenigstens soweit als möglich zu schaffen, abgestufte Drosselstellen an den Wassereintrittsstellen
vorgesehen sein, die den Wirkungsgrad beeinträchtigen. Der Kessel genügt also den
an einen Hochleistungsschnelldampferzeuger für Fahrzeuge zu stellenden Anforderungen
in keiner Weise.
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Bei einer anderen bekannten Bauart für Rostfeuerung und für Niederdruck
ist der Feuerraum ebenfalls nur auf drei Seiten von gegossenen, in Durchgangskanäle
länglichen Querschnitts unterteilten Wandelementen begrenzt, deren Breitseiten dem
Feuerraum zugekehrt sind und welche an den Seiten des Kessels und hinten die Feuergaszüge
begrenzen. An den Ecken sind dabei besondere Eckelemente vorgesehen, von denen ein
Teil oben und ein anderer Teil unten kleineren, durch Wandabsätze erzielten Querschnitt
haben, so daß in den Ecken Durchgänge für die Feuergase frei bleiben. Bei dieser
Bauart wird also Wärme auch in den Rauchgaszügen abgegeben, doch ist sowohl dort
wie auch besonders im Feuerraum selbst infolge der einseitig gerichteten Feuergasströmung
der Wärmeübergang ungleichmäßig und mangelhaft. Die den Feuerraum umgrenzenden Flächen
sind außerdem auch hier nicht genügend ausgenutzt, zumal die Decken und Bodenflächen
vernachlässigt sind. Ferner sind auch hier die Kanalquerschnitte der Wand- und Eckelemente
viel zu groß. Für die Zwecke der Erfindung eignet sich dieser bekannte Dampferzeuger
also ebensowenig wie der erstgenannte. Er würde auch dann den an einen Hochleistungsschnelldampferzeuger
zu stellenden Anforderungen nicht genügen, wenn man statt der Gußelemente, die sich
bei einem Hochdruckdampferzeuger ohnedies nicht bewähren würden, druckfeste Flachrohre
gleicher Querschnitte benutzen wollte.
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Bei dem Dampferzeuger gemäß der Erfindung sollen zunächst die den-Feuerraum
umgrenzenden Flächen für die Dampferzeugung soweit als möglich ausgenutzt werden,
indem der Feuerraum allseitig von Verdampferrohren begrenzt ist, was, wie gesagt,
bei einem bekannten Kleindampferzeuger für Fahrzeuge an sich schon gemacht worden
ist. Bei dem bekannten Dampferzeuger wird die Brennkammer von einer in einem Strang
gewundenen Schlange aus Rundrohren begrenzt. Der Wärmeübergang ist dabei nicht besonders
günstig, Um die erforderliche große Heizfläche zu schaffen, sindzahlreicheWindungen
vorzusehen. Da diese zudem so gelegt werden müssen, daß die Durchlässe- für Brennstoffzufuhr;
Gasabzug und Aschendurchfall frei bleiben, gestaltet sich die Herstellung eines
solchen Dampferzeugers umständlich und teuer. `den- Wärmeübergang dabei dadurch
zu verb@ssern, daß man die Rohrschlange aus einem stärk flachgepreßten Rohr herstellen
würde, wie .es schon vorgeschlagen worden ist, wird sich bei dieser Schlangenform,
wenn überhaupt, so nur mit größten Schwierigkeiten durchführen lassen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist auf einem anderen
Wege gelöst. Die Erfindung besteht darin, daß die die Brennkammer umgrenzenden und
aus druckfesten Rundrohren durch starkes Flachdrücken gepreßten. Verdampferrohre
von untenliegenden und z. $. in Rechteckform angeordneten Verteilerrohren zu obenliegenden
und z. B. in Doppel-T-Form angeordneten Dampfsammelrohren derart hochgeführt und,
wie an sich bekannt, mit den Flachseiten nebeneinandergereiht sind, daß die Durchlässe
für Brennstoffzufuhr, Gasabzug und Aschendurchfall. durch gleichmittig- angeordnete
und von rund gebliebenen bzw. sich kreuzenden Rohrstrecken der Verdampferrohre gebildet
werden. Durch diese Maßnahmen soll erreicht werden, daß die Verdampferrohre die
Brennkammer bis auf die Durchlässe allseits umschließen und das durch die Rohre
aufwärts strömende Wasser einen Mantel aus dünnen und breiten, am ganzen Umfang
der Brennkammer gleichzeitig und gleichmäßig verdampfenden Wasserbändern bildet,
so daß sich eine größtmögliche Heizfläche bei kleinstem Wassergewicht in den Rohren,
also ein bestmöglicher Wärmeübergang ergeben und die . Leistung schnellstens von
kleinster zu höchster Leistung gesteigert bzw. innerhalb dieser Grenzen geregelt
werden kann. Der Dampferzeuger wird dabei sehr klein und leicht und besonders einfach
in der Herstellung. Da der Dampferzeuger als Durchflußdampferzeuger mit kleinstmöglichem
Wasserinbalt arbeitet und außerdem das verbrauchte Wasser in bekannter Weise zurückgewonnen
und wieder verwertet werden kann, braucht dem Dampferzeuger nur ein kleiner Wasservorrat
mitgegeben zu werden, so daß er insbesondere für Fahrzeuge vorteilhaft erscheint.
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Die Raumform der Brennkammer kann dabei beliebig gewählt sein, und
es ist gleichgültig, ob die sich kreuzenden Rohrstrecken mehr oder weniger waagerecht
oder schräg verlaufen. Da die Zuführung des Brennstoffes und die Abführung der Gase
an gleichmittig mitSezug auf den Brennraum liegenden Stellen erfolgen, gestaltet
sich der Wärmeübergang auch sehr gleichmäßig.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Dampferzeugers
nach der Erfindung dargestellt, Abb. r zeigt den Dampferzeuger
in
senkrechtem Längsschnitt durch die Brennkammer, Abb.2 im senkrechten Querschnitt
und Abb.3 im waagerechten Querschnitt.
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Die Brennkammer l ist ringsum sowie oben und unten von den aus druckfesten
Rundrohien gequetschten Flachrohren p und q umgrenzt, welche mit ihren Schmalseiten
unmittelbar nebeneinander liegen und mit ihren rund gebliebenen Enden an Anschlußstutzen
der unteren, in Rechteckform angeordneten Verteilerrohre c und der obenliegenden,
in Doppel-T-Form angeordneten Dampfsammler c' angeschweißt sind. Die Brennkammer
ist' länglich gehalten. Der Brennstoff wird an den gleichmittig liegenden, durch
die Pfeile m angedeuteten Stellen eingeführt, was sich für die Ausnutzung der Strahlungswärme
besonders günstig erweist. Während die Rohre q, welche die Wände der Breitseiten
bilden, als gestreckte Rohre einfach von unten nach oben durchgehen, sind die Rohre
p, welche die Längswände bilden, gleichzeitig zur oberen und unteren Begrenzung
der Brennkammer benutzt. Zu diesem Zweck sind sie oben so einwärts gebogen, daß
sie bis zu den Stellen, an denen die einander gegenüberliegenden Rohre sich begegnen,
mit den Breitseiten der Brennkammer zugekehrt sind und eine geschlossene Decke aus
Flachrohren bilden, während sie von da an mit den runden Enden aufwärts gekröpft
sind, so daß die Rundstrecken aneinander vorbei können. An den durch die Pfeile
m angedeuteten Stellen, an denen der Brennstoff zugeführt wird, sind die einander
benachbarten Rohre mit runden Rohrstrecken in entgegengesetzten Richtungen abgebogen,
so daß die Durchlässe für die Brennstoffzuführung frei bleiben. Unten ist jeweils
ein über das andere Rohr P gestreckt gehalten und unmittelbar an den darunterliegenden
Verteiler c angeschlossen. Die dazwischenliegenden Rohre dagegen sind etwas oberhalb
der Verteiler c mit rund gebliebenen Strecken p' schräg einwärts gebogen und an
den jeweils gegenüberliegenden Verteilern c angeschlossen. Zwischen diesen Rohrstrecken
sind auf diese Weise die Durchgänge für die Gase, deren Weg in Abb. 2 durch die
unteren Pfeile angedeutet ist, frei gelassen. Diese Durchlässe bilden gleichzeitig
den Aschendurchfall. An den Seiten und unten ist der ganze Dampferzeuger durch einen
wärmeschützenden Mantel y umgeben, der unten den Durchfallschacht d für die Asche
bildet und an den Seiten in solchem Abstand von den Rohrwänden p verläuft, daß er
die Gaszüge frei läßt, in denen Dampfüberhitzer o und Vorwärmer v, v' - z.
B. für Wasser und Luft -angeordnet sind. Oben wird der ganze Kessel durch eine nicht
besonders dargestellte Wärmeschutzdecke in beliebiger Weise abgeschlossen.