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Dampferzeuger für Lokomotiven mit mittelbarer 13eheizung Die auf Lokomotiven
vorzugsweise verwendeten Rauchrohrkessel vgeisen eine Reihe von Vorteilen auf, denen
'als Nachteil die Unmöglichkeit gegenübersteht, solche Kessel für hohe Dampfdrücke
zu gebrauchen. Beim Lokomotivlzessel hat es sich z. B. nicht als vorteilhaft erwiesen,
Drücke über a0 at anzuwenden. Andererseits läßt sich die übliche Bauweise der ortsfesten
Hochdruckkessel mit -wasserdurchströmten Rohren nicht ohne weiteres auf den Lokomotivkessel
übertragen, da diesen Kesseln die nötige Steifigkeit fehlt, um den dauernden Erschütterungen
des Fahrbetriebs standzuhalten. Außerdem lassen sie sich wesentlich schwieriger
reinigen und instand halten, da die Zwischenräume zwischen den gebogenen -wasserdurchströmten
Rohren für diesen Zweck wesentlich ungünstiger gestaltet sind, als das kreisrunde
Rohrinnere der rauchgasdurchströmten geraden Parallelrohrbündel des bisherigen Lokomotivkessels.
Schließlich gestatten die Parallelrohre die Unterbringung einer großen Heizfläche
auf engstem Raum, was mit Rücksicht auf den begrenzten Profilquerschnitt bei Lokomotiven
besonders `wichtig ist.
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Die Vorteile der günstigen Gestaltung der Verbrennungs- und Rauchgasräume
des bisherigen Lokomotivkessels mit denen eines Hochdruck-Wasserrohrkessels zu verbinden,
ist Zweck der Erfindung, wobei die Dampferzeugung mit mittelbarer Beheizung durch
einen besonderen Wärmeträger zugrunde gelegt wird. Derartige Dampfkessel mit mittelbarer
Beheizung sind an sich bekannt. So wurde für ortsfeste Anlagen ein Zylinderkessel
mit rauchgasdurchströmtem Geradrohrbündel vorgeschlagen, in welchem die Wärme von
den waagerecht liegenden Rauchgasrohren über den Wärmeträger an die senkrecht in
einer Reihe den Kessel durchdringenden Verdampfungsrohredes mit natürlichem Umlauf
arbeitenden Zweitteiles übertragen wird. Weiterhin wurde ein ebenfalls für ortsfeste
Anlagen bestimmter, mittelbar beheizter Kessel bekannt, bei dem als Erstsystem ein
Flammrohr-
oder Schrägrohrkessel üblicher Bauart dient und als Zweitsystem ein Zwangdurchlauf-Dampferzeuger
vorgesehen ist, dessen Rohrschlange in den Flüssigkeitsraum des Flammrohrkessels
eingelegt oder in die Obertrommel des Schrägrohrli:essels eingehängt ist.
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Es sind auch schon Hochdruck-Wasserrohrkessel mit mittelbarer Beheizung
für Lokomotiven vorgeschlagen worden. Diese weisen aber bei einer Bauart viele quer
zur Rauchgasströmung laufende Wasserrohre auf und geben daher leicht zur Bildung
von Schlackennestern Anlaß, die sich nur schwer entfernen lassen. Eine andere Bauart
wurde nur feuerbüchsseitig mit einem mittelbar beheizten Hochdruckkessel ausgestattet,
an den sich ein Niederdrucklangkessel üblicher Bauart anschloß, so daß nur ein Teil
des gesamten Arbeitsdampfes im .Hochdruckgebiet erzeugt wurde.
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Demgegenüber besteht der Dampferzeuger für Lokomotiven mit mittelbarer
Beheizung gemäß der Erfindung aus einem Rauchrohrlangkessel mit Stehkessel für den
flüssigen Wärmeträger, bei dem die Rohre eines Zwangdurchlauf-Dampferzeugers für
das zu verdampfende Arbeitsmittel in die Zwischenräume zwischen den senkrechte Rohrwände
bildenden kauchrohrreihen eingehängt sind. Mit dieser Gestaltung wird beabsichtigt,
die bewährte Bauform des Lokomotivkessels mit Stehkessel und Rauchrohrlangkessel
in allen Teilen beizubehalten, um dessen anerkannte Vorteile auch für Hochdruckdampferzeuger
nutzbar zu machen. Als Wärmeträger kann in bekannter Weise ein Stoff angewandt werden,
der bei der Arbeitstemperatur eine größere Zähigkeit aufweist und bei Stillstand
des Kessels fest wird, etwa eine Salzschmelze.
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Mit dieser Anordnung läßt sich' außerdem eine näherungsweise Gegenstromwirkung
zwischen den Rauchgasen und dem Arbeitsmittel erzielen. Unterteilt man nämlich den
Langkessel durch Zwischenwände, wie dies beispielsweise für den gewöhnlichen Lokomotivkessel
an sich bekannt ist, so kann sich in jedem der abgeteilten Räume eine andere Temperatur
des Wärmeträgers einstellen. So bann in dem Raum am Langkesselende zunächst das
Arbeitsmittel mit den schon abgekühlten Rauchgasen vorgewärmt, in dem folgenden
Raum weiter aufgeheizt und in dem letzten Raum schließlich verdampft und überhitzt
werden. Die Temperatur der austretenten Rauchgase kann dabei nennenswert tiefer
liegen als die des erzeugten Frischdampfes. Eine Dichtung zwischen den Trennwänden
und den Rauchrohren ist nicht erforderlich, denn eine ungleiche Temperatur des Wärmeträgers
stellt sich auch dann noch ein, wenn geringe Stoffmengen durch die Ringspalte zwischen
Trennwänden und Rohren hindurchtreten können. Auch dieserVorteil derZoneneinteilung
des Kessels wird somit erreicht, ohne daß vom üblichen Herstellungsverfahren des
Langkessels abgewichen zu werden braucht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Gemäß Abb. i besteht der Kessel gemäß der Erfindung aus dem Stehkessel i mit Feuerbüchse
und dem Langkessel 2, der von Rauchrohren 3 durchzogen wird, die einerseits an die
Feuerbüchse, andererseits an die Rauchkammer q. anschließen. Bis zum Spiegel Sp
ist der Kessel mit dem Wärmeträger gefüllt. Die kohrschlangen 6 des Zweitteiles
sind zwischen die Rauchrohre 3 derart eingehängt, daß sie die Zwischenräume zwischen
den Rohrreihen 3 ausfüllen. Rauchkammerseitig gehen diese Rohrschlangen von einem
Verteiler 7 aus und feuerbüchsseitig münden sie in einem Dampfsammler g. In den
Verteiler 7 wird das zu verdampfende Arbeitsmittel, beispielsweise Wasser, eingespeist,
und aus dem Sammler 8 wird der erzeugte Dampf entnommen. Das Verdampfungssystem
des Zweitteiles wird als Zwangdurchlauf-Dampferzeuger betrieben mit der Abweichung,
daß die Temperatur des austretenden Dampfes nicht geregelt zu werden braucht; statt
dessen wird die Verbrennung so geregelt, daß die Temperatur des Wärmeträgers gleich
bleibt. Die Rauchgase werden in bekannter Weise aus der Rauchkammer q. mittels eines
Gebläses 5 abgesaugt, das ein Strahl- oder Turbogebläse sein kann. In dem Langkessel
sind Scheidewände 9 vorgesehen, die den Raum zwischen Feuerbüchse und Rauchkammer
in drei Zonen unterteilen. Dadurch ergeben sich die `in Abb. 2 dargestellten Temperaturstufen
der Salzschmelze. In Abb.2 sind noch der Temperaturabfall der Rauchgase TRl, TR.
und der Temperaturanstieg des Arbeitsmittels tDl, tk# aufgezeichnet.
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Zufolge des guten Wärmeüberganges vom flüssigen Wärmeträger an die
Rohrschlangen 6 kann mit hohen Heizflächenbelastungen gerechnet werden. Die Länge
der Verdampfungsrohre kann daher - klein gehalten werden. Die Leistung der. Lokomotivmaschine
kann zufolge des geringen Dampfinhaltes des Dampferzeugers 6 dadurch geregelt werden,
daß die in den Kessel gespeiste Wassermenge beeinflußt wird. Soll die Lokomotive
in Bewegung gesetzt werden, so wird etwas Wasser in den Dampferzeuger eingespeist;
der entstehende Dampf setzt die Lokomotive fast unverzüglich in Gang. Beim Stillsetzen
wird einfach die Fördermenge der Speisepumpe wieder auf Null eingestellt. Ein
Dampfabsperrventil
ist nicht mehr erforderlich. Die Feuerung wird nach Abgabe eines in .die Salzschmelze
tauchenden Thermometers so bedient, dali dieses dauernd eine etwa der höchsten Heißdampftemperatur
entsprechende Temperatur der Salzschmelze in Zone I anzeigt. Dieses Thermometer
kann in der üblichen Weise auch zur Steuerung einer ,selbsttätigen Feuerungsregelung
etwa durch Einwirkung auf den Saugzug 5 benutzt werden.
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Durch die Erfindung ist ein für Lokomotiven geeigneter Hochdruckdampferzeuger
geschaffen, der hinsichtlich Bedienung und Unterhaltung dem Niederdruckkessel gleicht,
gegen Bedienungsfehler weitgehend unempfindlich ist und bei dem ein Zerknall durch
Ausglühen von Rohren oder Wassermangel nicht mehr eintreten kann.