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Dampferzeuger mit mittelbarer Beheizung Den Gegenstand der Erfindung
bildet ein Dampferzeuger mit mittelbarer Beheizimg, dessen Verdampfungsheizfläche
zum Teil von den bekannten Oberflächenwänneaustausrhern, die in einer D.ampfwassertrommelliegen,
und zum Teil von durch Feuergase beheizten, an sich bekannten Mantelrohren gebildet
wird, durch deren Ringraum der Wärmeträger strömt und durch deren Innenrohre, die
in die Dampfwassertrommel ausmünden und von einer mit der Dampfwassertrommel durch
Fallrohre verbundenen Wasserkammer ausgehen, das zu verdampfende Wasser geleitet
wird. Diese Verteilung und Ausbildung der Verdampfungsheizflä,che vergibt -den Vorteil,
da.ß an Trommelgewicht und an Raum für die Unterbringung des Dampferzeugers gespart
werden kann, weil der Fassungsrauen der Trommel nur für eine kleinere Heizfläche
zu bemessen ist. Dies ist besöndevs bei Schiffsanlagen wichtig. Außerdem läßt der
außerhalb der Trommel liegende Teil der Heizfläche.sich ohne Schwierigkeiten an
geeigneter Stelle des Dampferzeugers, z. B. in der Form von Strahlungsheizfläche
an der Brennraumwand,unterbringen. Die Innenrohre .der Mantelrohre können trotz
- stärkster Verdampfung mit kleinem Durchmesser ausgeführt werden, da selbst bei
hohem Dampfgehalt des austretenden Dampfwassiergemisches eine Gefahr des - Verbrennens
nicht besteht. Es wird damit erreicht, daß, der in den Innenrohren erzeugte Dampf
verhältnismäßig wenig Wasser mitführt und daher den Dampfraum der Trommel nicht
mehr erheblich :durch mitgerissenes Wasser belastet.
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Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein geschlossener
Wärmeträgerkreislauf durch die Mantelrohre vorgesehen. Der in dem Ringraum der Mantelrohre
erzeugte Heizdampf wird dabei zu einem erheblichen Teil sofort wieder an der Außenfläche
der Innenrohre niedergeschlagen, so daß der Wärmeübergang unter günstigen Bedingungen
erfolgt. Infolge der sofortigen Wärmeabgabe an die Innenrohre kann der Dampfgehalt
des durch den Ringraum strömenden Dampfwassergemisches nicht zu groß werden, so
daß. übermäßig hohe Rohrwandtemperaturen, die zu Dampfspaltungen und Korrosionen
Anlaß geben können, nicht zu befürchten sind.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
mit geschlossenem Wärmeträgerkreislauf dargestellt.
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Fig. i ist ein senkrechter Schnitt quer zur Trommielachse.
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Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie II-II der Fig. i.
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Der Verbrauchsdampf wird der mittelbar beheizten Trommel i durch ein
im Dampf-
| raum der Trommel angeordnetes Rohr 2 ent- |
| nommen. Das Speisewasser wird in di: |
| Trommel i durch eine Leitung 3 zugeführt |
| und auf eingebauten Rieselflächen q. vor |
| wärmt. Der Trommelinhalt wird durch schZ |
| genförmige Heizel@emente 5 beheizt, denen =deä-_; |
| Heizdampf aus dem Zzvischenbebälter 6 de's' |
geschlossenen Wärmeträgerkreislaufes durch Leitungen 7 zuströmt. Der Heizdampf wird
durch Wärmeabgabe an das Wasser in der Trommel i niedergeschlagen. Das Niederschlagswasser
fließt aus den Heizelementen 5 durch Leitungen 8 in den Zwischenbehälter 6 zurück.
Von dem Zwischenbehälter 6 führen Fallrohre 9 zu einer Untertrommel i o, mit der
die Verdampferrohre des Wärmeträgers in Verbindung stehen. Die VErdampferrohre sind
als Strahlungsheizfläche an den Wänden des durch ölbrenner 12 beheizten Brennraumes
13 angeordnet. An den Seitenwänden des Brennraumes liegen Verdampferrohre 1q., die
mit ihren unteren Enden an eine Sammelkammer 15 und mit ihren oberen. Enden an eine
Sammelkammer 16 angeschlossen sind. Die Sammelkammern 16 münden in den Zwischenbehälter
6, und auch die Samm°1-kammern 15 sind zum Zwischenbehälter 6 hochgeführt, so daß
ihnen Wasser aus dem Behälter 6 zufließt. In Richtung der Längsachse der Trommeln
6, 1o sind Verdampferrohre 17 angeordnet, die ,eine geschlossen Rohrwand bilden.
Hinter ihnen liegt eine Reihe Fallrohre 18, die vom Zwischenbehälter 6 zur Untertrommel
io führen. Durch eine in der Untertrommel i o eingesetzte. Haubei 9, welche die
Mündungen der Verdampferrohre 17 und der Fallrohre 18 überdeckt, sind die Verdampferrohre
17 und die Fallrohre 18 zu einer besonderen Umlaufgruppe zusammengefaßt. Außer :den
beschriebenen einfachen Verdampferrohren i¢ und 17 sind noch Verdampferrohre 2o
vorgesehen, die als Mantelrohre ausgebildet sind. Sie gehen von der Untertrommel
io aus, sind am Boden des Brennraumes entlang und an der der Rohrwand 17 gegenüberliegenden
Wand z i des Brennraumes hochgeführt, überqueren den Brennraum und münden in den
Zwischenbehälter 6 aus. Durch diese Mantelrohre 2o hindurch erstrecken sich Wasserrohre
22, die mit ihren unteren Enden an eine untere Wasserkammer 23 angeschlossen sind.
Vor der Einmündung der Mantelrohre 20 in den Zwischenbehälter 6 sind die Wasserrohre
2a wieder aus den Mantelrohren herausgeführt und nach oben zur Dampfwassertrommel
i abgebogen, in welche sie oberhalb des Wasserspiegels einmünden. Vor der Einmündung
der Rohre 22 ist ein siebartiger Schirm 2.4 angeordnet, welcher vom Dampf mitgerissenes
Wasser- zum Wass:r-
| spiegel ablenkt. Von der Trommel t führen |
| Fallrohre 25 zur Wasserkammer 23, so da13 |
| ein guter Umlauf des Wassers durch die |
| :@,1, ittelbar beheizten Wass°rrohre 22 hindurch |
| s hert ist. Die Heizgase strömen vom |
| ic |
| :eniirauin i 3 aus durch die Zwischenräume |
| ",zwischen den den Brennraum überquerend---n |
Mantelrohren 2o hindurch in einen Heizzug 26, in dem ein überhitzer 27, ein Speisewasservorwärmer
28 und. ein Luftvorwärmer 29 übereinander angeordnet sind.
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Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wird der Dampf
bei mittelbarer Beheizung in zwei verschiedenen Heizflächengruppen erzeugt. Die
eine Gruppe besteht aus den in der Trommel i liegenden Heizelementen 5, denen der
Heizdampf in üblicher Weise aus dem Zwischenbehälter 6 des geschlossenen Wärmeträgerkreislaufes
zuströmt. Die andere Gruppe wird gebildet durch die Wasserrohre 22, welche in den
zur Verdampfung des Wärmeträgers dienenden Mantelrohren 2o liegen. Durch die Anordnung
dieser zweiten Heizflächengruppe innerhalb eines Teiles der Verdampferrohre des
Wärmeträgers wird eine sonst erforderliche, zweite Trommel gespart. Den Ringraum
zwischen den Wasserrohren 22 und den Mantelrohren 2o durchströmt das Heizwasser
in reichlicher Menge, so daß es nur zum Teil verdampft. Der erzeugte Heizdampf wird
zu einem erheblichen Teil sofort wieder an der Außenseite der Innenrohre 22 niedergeschlagen.
Der an den Innenrohren 22 nicht niedergeschlagene Heizdampf tritt zum Zwischenbehälter
6 aus, von wo er zusammen mit dem in den Verdampferrohren 14 und 17 erzeugten Heizdampf
zu den Heizelementen 5 der Trommel i strömt.
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Das durch die mittelbare Beheizung in den Wasserrohren 22 ,erzetigteDampfwassergemisch
tritt oberhalb des Wasserspiegels in die Trommel i aus, wo sich Dampf und Wasser
scheiden. Dieser Anteil des erzeugten Betriebsdampfes belastet daher nicht die Wasseroberfläche
.der Trommel i. Der an den Heizelementen 5 erzeugte Dampf hat nur eine niedrige
Wasserschicht zu durchdringen. Damit sind die Bedingungen geschaffen, um ein Schäumen
des Wassers und ein Spucken des Dampferzeugers auch unter besonders ungünstigen
Umständen zu verhüten. Der neue Dampferzeuger ist deshalb sowie auch weg-en seines
niedrigen Gewichtes und geringen Platzbedarfs besonders für Schiffe geeignet.
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Zur Sicherung eines guten selbsttätigen Wasserumlaufes sind nur Verdampferrohre
mit annähernd gleichem Strömungswiderstand und annähernd gleicher Beheizung gleichlaufend
geschaltet und bilden in an sich bekannter Weise Umlaufgruppen. Die Fallrohre
sind
nicht beheizt. Je eine Umlaufgruppe besteht aus den Wandrohren 1q. mit den Kammern
15 und 16» Als Fallrohre für diese Umlaufgruppen dienen die an den
Zwischenbehälter 6 angeschlossenen Schenkel dir Wasserkammem z 5. Eine dritte Umlaufgnippe
besteht aus den Verdampferrohren 17
mit den Fallrohren 18, Die Mantelrohre
2 o mit den Fallrohren 9 bilden eine vierte Umlauf,-nippe. Diese Umlaufgruppen stehen
nur durch den Zwischenbehälter 6 untereinander in Verbindung. Durch die Ausbildung
der verschiedenen Umlaufgruppen ist unter allen Umständen ein einwandfreier Umlauf
durch die feuerbeheizten Verdampferrohre gesichert. Auch starke Belastungsänderungen,
wie bei plötzlichen Maschinenmanövern, können leine Stockung oder Umkehr des Wasserumlaufes
herbeiführen. In den Innenrohren 22 ist ebenfalls ein sicherer natürlicher Wasserumlauf
vorhanden, da ihnen ständig Wasser durch besondere Fallrohre 25 über die Wasserkammer
23 zugeführt wird.
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Die bauliche Durchbildung des Dampferzeugers kann iri verschiedener
Weise geändert werden. Beispielsweise können an Stelle der dargestellten schlangenförmigen
Heizelemente 5, durch die der Heizdampf hindurchströmt, kondensatorartige Heizelemente
benutzt werden, bei denen der Heizdampfraum von Wasserrohren durchsetzt ist. Anstatt
die mittelbar beheizten Wasseirohre 22 in Verdampferrohren des Wärmeträgers -unterzubringen,
könnten diese Wasserrohre auch in Mantelröhren liegen, durch deren Ringra:iun überhitzter
Betriebsdampf hindurchgeleitet wird.