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Ausziehbarer Lokomobilkessel Die Erfindung betrifft einen ausziehbaren
Lokomöbilkessel mit Wellrohrfeuerbüchse und anschließendem Rauchrohr- oder W asserrohrbündel,
bei dem die Ausnutzung der Gase bei einmaligem geradem Durchgang ohne Umkehr erfolgt.
Aus Gründen der Raumersparnis muß ein derartiger Kessel so kurz wie möglich ausgeführt
werden. Mit Rücksicht auf die Unterbringung der Maschine auf dem Kessel sowie gegebenenfalls
die Anordnung eines Dampfdomes ergibt sich eine untere Längenbegrenzung des Lokomobilkessels,
die etwa dem q.- bis 5,5fachen Wellrohrdurchniesser entspricht, wobei sich die größeren
Werte im allgemeinen auf die kleineren Kessel beziehen.
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Zum Zwecke der weitgehenden Ausnutzung der Heizgase und der Unterbringung
einer möglichst großen Heizfläche ist es bisher üblich gewesen, das Wehrohr nicht
viel länger zu machen, als bei Innenfeuerung zur Unterbringung des Rostes erforderlich
war. Hierbei wurde ein Abstand der Feuerbrücke von der Rohrwand, d. h. dem Anfang
des Rauchrohr- oder Wasserrohrbündels, gewählt, der etwa dem o,5- bis o,75fachen
des Wellrohrdurchmessersentsprach. Bei kleinen Lokomobilkesseln ergeben sich etwas
andere Verhältnisse. Insbesondere beträgt bei glatten Flammrohren, auf die sich
die Erfindung nicht bezieht, der Abstand der Feuerbrücke bis zur Rohrwand bis zum
i,3fachen des Flaminrohrdurchmessers. Kleinere Lokomobilen mit glätter Feuerbuchse
erfordern verhältnismäßig größere Feuerbuchsen und Kessellängen. Der Raum hinter
der. Feuerbrücke soll insbesondere aueh dazu dienen, um die Gase auf das dahinterliegende
Rohrsystem gleichmäßig zu verteilen.
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Nach den vorstehenden Richtlinien ergab sich eine Länge des gesamten
Feuerungs- und Verbrennungsraumes bis zum Anfang des Rauchrohr- oder Wasserrohrbündels,
die dem a- bis a,5fachen des Wellrohrdurchmessers entsprach, wobei sich die größeren
Werte im allgemeinen wieder auf kleinere Kessel beziehen.
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Diese bisherige Bemessung des Lokomobilkessels hatte nun den Nachteil,
daß der Abstand der Rohrwand von der Feuerbrücke zu gering war. Da die Verbrennungsgase
noch mit hohen Temperaturen von etwa zooo° auf die Rohrwand auftrafen, stellte die
Rohrwand stets einen empfindlichen Teil des Kessels dar. Diese Empfindlichkeit wurde
noch erhöht bei Kesselsteinablagerung und bei häufigen Temperaturwechseln, wie sie
beim Öffnen der Feuertür und Eintritt kalter Luft bzw. bei nur teilweise bedecktem
Rost unvermeidlich sind.
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Die bisherige beschränkte Länge des Feuerungs- bzw. Verbrennungsraumes
hatte weiter zur Folge, daß bei gashaltigen Brennstoffen . die Kohlenwasserstoff
e noch nicht vollständig
verbrannt waren, wenn die Heizgase in die
Rauchrohre eintraten. Die Folge hiervon waren Rauchentwicklung und Verluste durch
unvollkommene Verbrennung.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß die Länge des Wehrohres das 2,5-
bis 3fache des mittleren Wellrohrdurchmessers beträgt und daß das Rohrsystem eine
der Verlängerung des Wehröhres entsprechende Verkürzung erfährt, so daß die Gesamtlänge
des Kessels unverändert bleibt, wobei die sich ergebende Verringerung der Länge
des Rohrbündels durch die Wärmeübertragung erhöhende Maß-. nahmen ausgeglichen wird.
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Da die Länge des Feuerungs- und Verbrennungsraumes wesentlich vergrößert
worden ist, werden die Verbrennungsgase die Rohfwand mit einer viel niedrigeren
Temperatur erreichen. Da ferner der größere Verbrennungsraum eine Verkleinerung
der Feuerraumbelastung ergibt, findet eine vollkommenere Verbrennung und bessere
Durchwirbelung der Gase , statt, so daß größere Temperaturunterschiede im oberen
und unteren Teil der Rohrwand und erhebliche Wärmespannungen im Kessel leichter
vermieden werden können. Die durch die Verlängerung des Verbrennungsraumes geschaffene
größere Strahlungsheizfläche verbessert auch die Wärmeausnutzung innerhalb des Flammweges
und gestattet, die Strahlung dicker Gasschichten auszunutzen.
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Durch die besonderen Maßnahmen zur Steigerung der Wärmeübertragung
in dem an den Verbrennungsraum anschließenden Rohrbündel des Kessels wird eine gesteigerte
Wärmeausnutzung herbeigeführt, so daß bei praktisch gleicher Gesamtlänge des Kessels
trotz der wesentlich größeren Länge des Feuerungs- und Verbrennungsraumes, wie bereits
durch Versuche erwiesen ist, die gleiche Ausnutzung der Heizgase wie früher erzielt
wird. Als Maßnahme zur Steigerung der Wärmeübertragung in dem letzten Teil des Kessels
kommt u. a. die Erhöhung der Gasgeschwindigkeit, wie sie sich z. B. bei Anwendung
etwas engerer Rauchrohre ergibt, in Betracht. Statt durch Erhöhung der Gasgeschwindigkeit
kann die Wärmeübertragung auch durch andere Maßnahmen, wie Anwendung von Wirbelstreifen
in den Rauchrohren, erhöht werden. Da das eigentliche Rauchrohrsystem wesentlich
kürzer ausfällt, wird auch dessen Reinigung, die bei ausgezogenem Rohrsystem erfolgt,
erleichtert, zumal die Kesselsteinablagerung bei der wesentlich verringerten Heizflächenbeanspruchung
der Rohrwand, die sich aus der geringen Heizgastemperatur beim Auftreffen der Heizgase
auf die Rohrwand ergibt, eine viel geringere ist. Auf der Zeichnung ist 'in Abb.
i ein Kessel der bisherigen Ausführung und in Abb. 2 und 3 je ein Kessel gemäß der
Erfinlung dargestellt.
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. - Wie aus Abb. i ersichtlich, beträgt bei der bisher üblichen Bauart
der Abstand i zwischen der Feuerbrücke 2 und der Rohrwand 3 des Rauchrohrsystems
q. nur etwa o,5 bis 0,75
des Wellrohrdurchmessers 5.
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Dagegen ist bei der Bauart nach der Erfindung gemäß Abb. 2 der Abstand
6 der Feuerbrücke 7 von der Rohrwand 8 des Rauchrohrsystems 9 erheblich größer.
Er beträgt etwa das i,2- bis i,5fache des Wellrohrdurchmessers io. Der Durchmesser
der Rohre im Rohrbündel 9 ist gleichzeitig kleiner gehalten als üblich, die Rohrzahl
ist entsprechend vermehrt.
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Bei Anordnung eines überhitzers, in dem der im Kessel erzeugte Dampf
bis- auf rund 35o° überhitzt wird, 'verlassen die Rauchgase den Kessel hinter den
Rauchrohren im allgemeinen mit einer Temperatur von etwa .45o°. Für sölche Verhältnisse
ist bei den bisherigen Ausführungen der Feuerungs- und Verbrennungsraum etwa ebenso
lang wie die Rauchrohre (s. Abb. i). Bei dein Kessel gemäß der Erfindung (Abb. 2)
werden die Rauchrohre, sofern hinter denselben ein Überhitzer für eine Überhitzung
des Dampfes auf etwa 35o° angeordnet ist, wesentlich kürzer als der im Wehrohr untergebrachte
Feuerungs- und Verbrennungsraum gehalten, und zwar etwa mir halb so lang, wie Abb.
2 erkennen läßt. a Die Anwendung des langen Wellrohres von großem Durchmesser, in
dem die Abkühlung der Verbrennungsgase bereits wesentlich unter iooo° heruntergeht,
gestattet es, an Stelle des Rauchrohrbündels auch ein Wasserrolirbündel, das aus
quer zum Flammrohr liegenden und in dasselbe eingewalzten oder eingeschweißten Rohren
besteht, anzuwenden. Die Verhältnisse hinsichtlich Temperatur, Einstrahlung, Größe
des Verbrennungsrauines und vollkommener Verbrennung sind dabei dieselben, wie vorher
gekennzeichnet.
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Abb.3 zeigt einen derartigen Lol:ornobilkessel mit Wasserrohrbündel13.
Der Abstand i i -zwischen der Feuerbrücke 12 und den vorderen Rohren des Wasserrohrbündels
13 beträgt ebenfalls das 1,2- bis i,5fache des Wellrohrdurchmessers 14. Bei dem
Wasserrohrbündel 13 sind die einzelnen Rohrreiben gegeneinander versetzt.