DE751C - Engröhrige Siederohrkessel - Google Patents

Description

1877.

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H. HEINE in BERLIN. EngröhrigerSiederohrkessel.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 16. August 1877 ab,

Die Construction dieses engröhrigen Siederohr-Dampfkessels ist durch die Zeichnungen erläutert.

Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Theile.

Fig. ι und 2 zeigt die Anordnung des Dampfkessels für gröfsere Heizflächen, und zwar als Doppeldämpfkessel mit zwischen den beiden Einzelkesselri liegendem Rost, von welchen Fig. ia den linken Kessel im Schnitt, Fig. ib den rechten in der äufseren Ansicht giebt.

Der Dampfkessel selbst, dessen Construction als neu und eigentümlich erachtet wird, besteht aus einem cylindrischen Oberkessel und dem unteren, dem eigentlichen Wasserrohrkessel. Der Oberkessel liegt horizontal, der Wasserrohrkessel erhält eine geringe Neigung von vorn nach hinten. Letzterer ist aus einer vorderen und hinteren Kämmer von cylindrischer Form zusammengesetzt, welche durch ein central angeordnetes, cylindrisches Röhr unter sich und durch zwei kurze verticale Stutzen mit dem Oberkessel in Verbindung stehen. Die vorstehenden Constructionstheile des Kessels bilden ein unabänderlich zusammenhängendes Ganze in normaler Ausführung in Eisen bezw. Stahlblechen. ·

Die Vorder- bezw. Hinterkammern des Wasserrohrkessels haben nun einen derartig gröfseren Durchmesser, als das central angeordnete Rohr, welches dieselben verbindet, dafs eine oder mehrere Reihen —- im vorliegenden Falle deren zwei ·— von Siederöhren concentrisch um dasselbe angeordnet werden können. Die Eintheilung der Rohre ist derart, dafs stets ein inneres und ein äufseres Rohr auf einem gemeinsamen Radius liegen, und erhalten die äufseren Rohre einen den beiden Rohrtheilungen, von Mitte zu Mitte gemessen, entsprechend gröfseren Durchmesser. Die Rohre werden in geeigneter Weise in den inneren geradflächigen Bodenwänden der beiden Kammern befestigt.

In der vorderen Bodenwand der Vorderkammer ist jedem der Siederohre gegenüber — genau in der Axe desselben —■ ein Loch gebohrt von etwas gröfserem Durchmesser, als jene selbst. Diese Löcher, welche einen inneren Verschlufsdeckel erhalten, ermöglichen die Auswechselung der Rohre im Falle einer Reparatur, sowie die Reinigung derselben von Kesselstein.

Die mittlere Wasserstandslinie geht durch die Mitte des Oberkessels, welcher zur Vergrößerung des Dampfraumes einen Dampfdom erhält.

Sämmtliche Flächen des Dampfkessels werden, wie sich aus seiner Construction ergiebt, auf inneren Druck beansprucht, und wird derselbe, abgesehen von den Bodenplatten, durch cylindrische Flächen aufgenommen. Mit Ausnahme der beiden Bodenwände der Vorderkammer, welche .beide geradflächig sind, ist demnach im allgemeinen, aufser einer etwaigen Eckversteifung der äufseren Bodenwand der Hinterkammer, in dem ganzen Kessel eine Verankerung nicht nothwendig. Diese Verankerung ist in einer solchen Weise construirt, dafs dieselbe erforderlichen Falls leicht entfernt werden kann, so dafs der innere Raum auch der vorderen Kammer vollständig frei wird.

Die Anordnung der beiden Einzelkessel „ zu einem Gesammtkessel ist nun im Princip folgende :

Die Kesselmitten werden so nah aneinander gelegt, dafs sich die Vorder- und Hinterkammern der Kessel nahezu berühren. Der Rost ist in der Mitte zwischen beiden Kesseln angeordnet, und wird nach den beiden Seiten hin durch eine y₂ Stein starke Längswand begrenzt, auf deren Mitte der Kessel ruht. Diese Wand erhält dadurch einen Abschlufs gegen die untere Seite des centralen Verbindungsrohres, dafs das entsprechende mittlere Siederohr jeder Rohrreihe fortfällt. An die Vorder- und Hinterkammer der beiden Kessel schliefsen sich Querwände, welche nach dieser Richtung hin die Circulation der Verbrennungsgase begrenzen. Der Rost ist bei dieser Kesselgröfse unter der ganzen Kessellänge angeordnet; und derselbe wird sowohl am vorderen, wie am hinteren Kesselende beschickt. Die ganze Rostlänge wird in der Mitte durch eine Feuerbrücke in zwei gleiche Flächen getheilt. Die Gase treten nun von dem Rost zwischen den beiden Kesseln in die Höhe und theilen sich oberhalb der Mitte der Unterkessel. Ein Theil der Gase streicht unter dem linken, der andere unter dem rechten Oberkessel durch,

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und wenden sich dieselben dann auf der entgegengesetzten Seite der Unterkessel beiderseits nach unten.

Diese Circulation der Gase ist direct durch die eingetragenen Pfeile (Fig. ia), welche die Bewegungsrichtung derselben angeben, ersichtlich. In der Hauptsache ist jene eine nahezu kreisförmige, und zwar, wie jener Querschnitt der Fig. ia zeigt, den Aufsenflächen der äufseren Reihe der Siederohre folgend, concentrisch zum Mittelpunkt des centralen Verbindungsrohrs. Indem aber die Gase aufserdem die Tendenz haben, auf dem kürzesten Wege, also am Umfang des centralen Verbindungsrohrs entlang, in den Fuchs zu gelangen — und zwar besteht diese Tendenz für alle Gaselemente, welche der Aufsenfiäche der Siederohre folgend, sich in der durch die Pfeile angegebenen Richtung bewegen, ·— so entsteht eine combinirte Bewegung der Gase; dieselbe hat zur Folge, dafs jene die Querschnitte der einzelnen Siederohre möglichst vollständig umhüllen.

Die Resultirende der sämmtlichen Bewegungsrichtungen der Gaselemente in einem derartigen Querschnitt, wie Fig. ia, ist aber jedenfalls eine bogenförmige Linie, welche concentrisch zum Mittelpunkt des centralen Verbindungsrohrs ist. Es ist nun hinsichtlich der Circulation der Gase in Bezug auf die Siederohre ein Princip zur Geltung gebracht, welches in seiner Anwendung für neu und eigenthümlich gehalten wird, nämlich jene resultirende Bewegungslinie der Gaselemente für jeden beliebigen, durch die Siederohre geführten Querschnitt gleich zu gestalten. Die Folge hiervon ist, »dafs der gesammte Durchgangsquerschnitt für die Gase an jedem beliebigen Punkte ihres Weges stets parallel zur ganzen Länge der Siederohre erfolgt, und dafs die ganze Länge eines jeden Siederohrs mit Gasen derselben Temperatur in Berührung kommt«.

In dem vorliegenden Kessel (Fig. ι und 2) ist infolge des von vorn nach hinten durchgehenden Rostes und der beiden auf die Länge der Siederohre gleichmäfsig vertheilten verticalen Abzugskanäle für die Gase den obigen Bedingungen vollständig entsprochen.

Es ist aber aufserdem die Vorkehrung getroffen, dafs die Gase auf ihrem Wege an verschiedenen Stellen desselben an der ganzen Länge der Siederohre entlang verengte Querschnitte zu passiren haben, durch welche dieselben gezwungen werden, sich wenigstens an diesen Stellen an deri ganzen Rohrlänge entlang gleichmäfsig zu vertheilen. Es bleibt demnach, selbst wenn der Rost nicht unter der ganzen Kessellänge durchläuft, die Tendenz für die obige Bewegung der Gase dieselbe.

Unter Bezugnahme auf Fig. ia sehen wir nämlich, dafs die Gase an drei verschiedenen Punkten ihres Weges allmälig zusammengezogen und gezwungen werden, einen relativ engen Querschnitt zu passiren, um ebenso allmälig in gröfsere Räume zu expandiren. Zunächst werden die Gase durch die direct über dem Rost liegenden Siederohre der beiden Unterkessel veranlafst, beim Durchgang zwischen denselben zu convergiren, und treten dann in den inneren Raum, welcher unterhalb der beiden Oberkessel liegt. Hier erfolgt die Trennung der Gase, und jeder Theil erfährt eine zweite Contraction beim Durchgang zwischen dem. betreffenden Oberkessel und den obersten Siederohren des Unterkessels, und sodann die letzte zwischen der äufseren Begrenzungswand und den am weitesten nach aufsen gelegenen Siederohren. Von hieraus treten die Gase in den Fuchs und zwar durch verticale Abfallöffnungen, welche in denselben hineinleiten.

Auf dieser Führung der Gase beruht der principielle Unterschied gegen alle bis jetzt gebauten Wasserrohr-Dampfkessel, als Constructionen von Root, Howard, Belville, Babcock und WiI cox und viele andere. (Eine Zusammenstellung der hauptsächlichsten, hierher gehörenden Dampfkessel giebt Professor J. F. Radinger in »Dampfkessel und deren Ausrüstung in den Vereinigten Staaten von Nordamerika — Wien 1877). Jene sämmtlichen Kesselsysteme leiden nämlich an dem principiellen Fehler, dafs die Gase beim Aufsteigen vom Rost, also im Zeitpunkt der intensivsten Wärmeabgabe, rechtwinklig sämmtliche Siederohre, und zwar nur auf eine kurze Länge derselben nahe an ihrer Dampfabgabestelle durchschneiden. Die auf diese Weise in sämmtlichen Siederohren local concentrirte Dampfentwicklung macht selbstverständlich eine positive Wassercirculation in den tieferen Schichten des Wassers unmöglich.

Bei dem vorliegenden Kessel wird infolge der geneigten Lage des Wasserrohrkessels die Dampfentwicklung in den Siederohren, welche der Einwirkung der Gase zunächst ausgesetzt sind, nach der vorderen Kammer ungestört ihren Ausweg nehmen, während eine kräftige Circulation des Wassers auch in den untersten Kesseltheilen durch das centrale Verbindungsrohr und durch die Siederohre, welche nur den abgehenden Gasen ausgesetzt sind, und zwar in der Richtung von der vorderen nach der hinteren Kammer erfolgt.

' Die Speisung der beiden Einzelkessel erfolgt gemeinschaftlich von unten an der hinteren Kammer.

Das Innere des Kessels ist durch ein Mannloch, welches sich in der Mitte der äufseren Bodenplatte der hinteren Kammer befindet, zugänglich. Das centrale Verbindungsrohr und der hintere Verbindungsstutzen nach dem Oberkessel sind von genügender Weite, dafs man durch jene in die vordere Kammer bezw. den Oberkessel gelangt. Durch das Oeffnen eines einzigen Verschlufsdeckels eines der unteren Siederohre überzeugt man sich von dem innern

Claims (1)

1. Zustande derselben. Im übrigen ist aus der Zeichnung direct ersichtlich, dafs der Kessel nicht allein im Innern, sondern auch hinsichtlich seiner Aufsenflächen leicht zugänglich ist.

   Eine geringe Abänderung im Detail tritt ein, wenn der Kessel in kleinen Dimensionen ausgeführt wird. Dies ist durch Fig. 6 und 7 veranschaulicht. Fig. 6 zeigt hier den Wasserrohrkessel nur mit einer Reihe Siederohre. Die Abänderung beruht nun darin, dafs (Fig. 7) die beiden äufseren Bodenplatten, sowohl der vorderen, wie der hinteren Kammer, vorgeschraubt werden, während auf Blatt I diese entsprechenden Platten eingenietet sind. Es enthält demnach für diese Kesselgröße die Anordnung der Reinigungslöcher für diese Siederohre, sowie die Verankerung, da beide äufseren Böden gewölbt gestaltet werden können. Der ganze Kessel erhält in diesem Falle gar keine Verankerung, mit Ausnahme event, eines centralen Ankers, welcher die Mitten jener beiden losnehmbaren Aufsenböden verbindet.

   Fig. 8, zeigt die Möglichkeit einer weiteren Combination dieses Kessel-Systems. Es bilden die beiden, im Querschnitt dargestellten Kessel ebenfalls einen gemeinsamen Doppelkessel ; doch erhält, wie aus den eingetragenen Pfeilen ersichtlich, der zweite Kessel die abgehenden Gase des ersten, aber genau in der Weise, wie dies oben ausführlich beschrieben ist.

   In Fig. ι und 2 ist nun L¹ die Vorder- und Z² die Hinterkammer des Unterkessels, M das centrale Verbindungsrohr zwischen denselben, N der Oberkessel, O¹ und <9² die Verbindungsstutzen zwischen diesem und den Kammern, JP die Siederohre. Von den beiden durch die Feuerbrücke Q getrennten Rosten R¹ und R², welche durch die beiden Feuerthüren S¹ und S² beschickt werden, nehmen die Gase den oben näher geschilderten kreisförmigen und durch Pfeile näher bezeichneten Weg, und treten durch die beiden Oeffnungen T¹ und T² in den Fuchs U ein.

   V zeigt den Wasserstand, W ist das gemeinschaftliche Speiseventil, welches vermittelst der gemeinschaftlichen Speiseleitung X in die beiden Einzelkessel speist. Die beiden Dampfdome sind durch die Rohrleitung Y mit einander verbunden.

   An der Hinterkammer ist ein Mannloch Z angebracht. Bei der vorliegenden Kesselgröfse ist alsdann durch den Stutzen O" der Oberkessel, und durch das Verbindungsrohr M die Vorderkammer zugänglich.

   Die übrige Kesselarmatur ist in der ,üblichen Weise angeordnet.

   Die Construction der Vorderkammer Z¹ ist in den Fig. 3 bis 5 näher dargestellt.

   Fig. 3 zeigt eine theilweise Ansicht der vorderen Bodenplatte mit Eintheilung der Verankerung und der Zugangslöcher für die Siederohre. Dagegen sind Fig. 4 und 5 theilweise Längsschnitte der Vorderkammer, erstere die Anordnung der Siederohre, und letztere die der Anker darstellend.

   Es ist a¹ die vordere, und α ² die hintere Bodenplatte der Vorderkammer L', b das cylindrische Mantelblech und c das centrale Verbindungsrohr. Jedem Siederohr d gegenüber ist ein Zugangsloch e angebracht, welches durch eine innere Verschlufsscheibe / und einen äufseren Verschlufsbügel g vermittelst einer Anzugsschraube,' welche sich in jene Scheibe hineinschraubt, geschlossen wird. Die ganze Vorderplatte, ebenso auch die entsprechende Hinterplatte der Hinterkammer wird durch eine leichte gufseiserne Schutzplatte ο überdeckt.

   Die Verankerung der Vorderkammer ist so construirt, däfs dieselbe erforderlichen Falls leicht entfernt werden kann. Dieselbe besteht im allgemeinen aus Ankern i, welche sich an das centrale Verbindungsrohr c anschliefsen, und aus Ankern k, welche von der Eintheilung der Siederohre abhängig sind. Bei beiden wird die Vorderplatte a^l durch Mutter und Gegenmutter gehalten. Die betreffenden Ankerbolzen i und k treten mit ihrem anderen Ende bis zur halben Höhe in die messingenen Kuppelmuttern M hinein, welche bei den Ankern i auf die Kuppelbolzen η (Fig. 5 a) aufgeschraubt sind, welche mit ihrem kreisrunden Kopf in genau entsprechenden Löchern des auf dem nach dieser Seite hin verlängerten Verbindungsrohrs c aufgenieteten Verstärkungsringes h gehalten werden. Bei den Ankerbolzen k werden die Kuppelmuttern M auf die Bolzen b (Fig. 5b) geschraubt, welche von der Rückseite, ehe die Siederohre eingezogen sind, durch die Boden wand «² durchgeschraubt werden.

   Es ist leicht ersichtlich, dafs nach Lösen der Mutter und Gegenmutter an der Bodenplatte «² die betreffenden Ankerbolzen mit Leichtigkeit aus den messingenen Kuppelmuttern herausgeschraubt werden.

   Indem für Fig. 6—8 die gleichen Buchstaben dieselbe Bedeutung, wie in Obigem, haben, ist eine weitere Erklärung nicht erforderlich. Der Rost R geht hier der Gröfse der Heizfläche entsprechend nicht unter der ganzen Länge des Kessels durch, und gelangen hier die Gase, bei geringerer Länge der Siederohre, durch ein einzelnes — in der Mitte der Kessellänge angeordnetes Abfallrohr T —-in den Fuchs U.

   Auf Grund der vorstehenden Beschreibung und der Zeichnungen, auf welche in jener Bezug genommen, werden folgende Patent-Ansprüche aufgestellt:

   i. Die Construction eines engröhrigen Siederohrkessels in seiner Zusammensetzung aus zwei durch zwei verticale Stutzen verbundenen Theilen, nämlich einem Oberkessel und dem eigentlichen Wasserrohr-Kessel, und zwar hinsichtlich der Zusammensetzung des letzteren aus einer cylindrischen Vorder- und Hinterkammer, welche durch ein centrales Verbindungsrohr und durch

   dasselbe concentrisch umgebende Siederohr verbunden werden, unter event, gleichzeitiger Äriwendung-'-der Zugangslöcher mit inneren Verschlufsdeckeln für die Siederohre und der lösbaren' Verankerung.
   Die Führung ' der Verbrennungsgase in Bezug • auf die Siederohre in der Weise, dafs die ganze Länge, eines jeden Siederohres mit Gasen derselben Temperatur in Berührung kommt, und zwar dadurch, dafs in jeder Querschnittsfläche des Kessels die verschiedenen Gaselemente Wegeslinien beschreiben, deren Resultirende nahezu kreisförmig ist, nämlich concentrisch zum Mittelpunkt des centralen Verbindungsrohres, und zwar aufsteigend vom Rost und auf der entgegengesetzten Seite jenes Verbindungsrohrs nach dem Fuchs zu abfallend.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.