DE751C

DE751C - Narrow boilers

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Publication number: DE751C
Application number: DE000000000751DA
Authority: DE
Original assignee: H Heine
Current assignee: H Heine
Priority date: 1877-08-09
Filing date: 1877-08-09
Anticipated expiration: 1897-08-10

Description

1877.1877.

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H. HEINE in BERLIN. EngröhrigerSiederohrkessel.H. HEINE in BERLIN. Narrow pipe boiler.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 16. August 1877 ab,Patented in the German Empire on August 16, 1877,

Die Construction dieses engröhrigen Siederohr-Dampfkessels ist durch die Zeichnungen erläutert.The construction of this narrow boiler tube steam boiler is shown in the drawings explained.

Gleiche Buchstaben bezeichnen gleiche Theile.Like letters denote like parts.

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.Fig. Ι and 2 shows the arrangement of the steam boiler for larger heating surfaces, namely as a double steam boiler with between the two individual boilers lying grate, of which Fig. ia the left boiler in section, Fig. Ib the right gives in the external view.

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. ·The steam boiler itself, the construction of which is considered new and peculiar, exists from a cylindrical upper boiler and the lower, the actual water tube boiler. The upper boiler is horizontal, the water tube boiler is slightly inclined from the front to the rear. The latter is made up of an anterior and posterior chamber of cylindrical shape composed, which by a centrally arranged, cylindrical tube under and are in communication with the upper boiler through two short vertical connections. The foregoing Parts of the construction of the kettle form an inextricably coherent whole in normal execution in iron respectively. Steel sheets. ·

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.The front or The rear chambers of the water tube boiler now have such a larger one Diameter, than the centrally arranged tube which connects them, that one or several rows - in the present case two of them - of boiler tubes concentric around the same can be arranged. The division of the tubes is such that there is always an inner and an outer tube on a common one Radius, and the outer tubes receive one of the two tube divisions, Measured from center to center, correspondingly larger diameter. The pipes are in suitably fastened in the inner flat bottom walls of the two chambers.

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.In the front bottom wall of the anterior chamber, each of the boiler tubes is opposite - exactly in the axis of the same - ■ a hole drilled of somewhat larger diameter than that itself. These holes, which receive an inner sealing cover, enable replacement the pipes in the case of repairs, as well as the cleaning of scale from them.

Die mittlere Wasserstandslinie geht durch die Mitte des Oberkessels, welcher zur Vergrößerung des Dampfraumes einen Dampfdom erhält.The middle water level line goes through the middle of the upper boiler, which is for enlargement the steam room receives a steam dome.

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.All the surfaces of the steam boiler, as is evident from its construction, are exposed internal pressure is claimed, and is the same, apart from the base plates, by cylindrical Surfaces added. With the exception of the two bottom walls of the anterior chamber, which are both straight, is therefore in the general, except for a possible corner stiffening of the outer bottom wall of the rear chamber, in Anchoring is not necessary for the entire boiler. This anchoring is in one constructed in such a way that it can easily be removed if necessary, so that the inner space of the anterior chamber is completely free.

Die Anordnung der beiden Einzelkessel „ zu einem Gesammtkessel ist nun im Princip folgende :The arrangement of the two individual kettles "to form a total kettle" is now basically as follows :

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,The centers of the kettles are placed so close to one another that the front and rear chambers of the kettles almost touch. The grate is located in the middle between the two boilers and is _{bounded on both sides by a 2-} stone long wall, on the middle of which the boiler rests. This wall is closed off against the lower side of the central connecting pipe, in that the corresponding central boiler pipe of each row of pipes is omitted. The front and rear chambers of the two boilers are closed by transverse walls, which limit the circulation of the combustion gases in this direction. With this boiler size, the grate is arranged under the entire length of the boiler; and the same is charged at both the front and the rear end of the boiler. The whole length of the grate is divided in the middle into two equal areas by a fire bridge. The gases now rise from the grate between the two kettles and divide above the middle of the lower kettles. One part of the gases passes under the left, the other under the right upper boiler,

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und wenden sich dieselben dann auf der entgegengesetzten Seite der Unterkessel beiderseits nach unten.and they then turn on the opposite side of the lower boiler on either side downward.

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.This circulation of the gases is shown directly by the arrows drawn in (Fig. Ia), which indicate the Indicate the direction of movement of the same, can be seen. In the main, that is almost one circular, namely, as that cross section of Fig. ia shows, the outer surfaces of the outer Following the row of boiler pipes, concentric to the center of the central connecting pipe. By doing but the gases also have the tendency to take the shortest route, that is, to the extent along the central connecting pipe to get into the fox - namely, there is this tendency for all gas elements which follow the outer surface of the boiler tubes is reflected in the move in the direction indicated by the arrows, - so a combined movement arises of gases; The consequence of this is that the former is as close as possible to the cross-sections of the individual boiler tubes enclose completely.

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«.The resultant of all the directions of movement of the gas elements in one such Cross-section, like Fig. Ia, is in any case an arcuate line which is concentric to the The center of the central connecting pipe is. It is now with regard to the circulation of the gases with regard to the boil pipes a principle which in its application is held to be new and peculiar, namely, that resulting line of motion of the gas elements to make the same for any cross-section passed through the boiler pipes. The consequence of this is that the entire cross-section of the passage for the gases is at any point on their path always parallel to the whole length of the boiler tube, and that the whole length of each boiler tube comes into contact with gases of the same temperature «.

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.In the present boiler (Fig. Ι and 2) is due to the front to back continuous Grate and the two vertical drainage channels evenly distributed along the length of the boiler pipes for the gases the above conditions are fully met.

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.But precautions have also been taken so that the gases pass through different directions on their way Make narrow cross-sections along the entire length of the boiler pipes have to pass through which they are forced, at least at these points, along the entire length of the pipe to distribute evenly. It remains, therefore, even if the rust is not under the whole Kettle length traverses, the tendency for the above movement of gases is the same.

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.Referring to Fig. Ia, we see namely, that the gases are gradually drawn together at three different points in their path and are forced to pass a relatively narrow cross-section so as to gradually move into to expand larger rooms. First of all, the gases go through the directly above the grate the boiler pipes of the two lower kettles caused by the passage between them to converge, and then step into the inner space, which is below the two Upper boiler is located. Here the gases are separated, and each part experiences a second Contraction in the passage between the. relevant upper boiler and the uppermost boiler tubes of the lower boiler, and then the last between the outer boundary wall and the farthest outward boiling tubes. From here the gases enter the Fuchs through vertical waste openings which lead into it.

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.The fundamental difference to all that has been built up to now is based on this guidance of the gases Water-tube steam boilers, as constructions by Root, Howard, Belville, Babcock and WiI cox and many others. (A compilation of the main ones that belong here Professor J. F. Radinger gives steam boilers in "Steam boilers and their equipment in the United States of America - Vienna 1877). All those boiler systems suffer from the principal one Mistake that the gases rise from the grate, that is, at the time of the most intense Heat emission, all boiler tubes at right angles, and only over a short length cut through the same close to its steam delivery point. Which in this way in all Boiling tubes of locally concentrated steam naturally make a positive water circulation impossible in the deeper layers of the water.

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.In the present boiler is due to the inclined position of the water tube boiler Steam development in the boiler tubes, which is initially exposed to the action of the gases are to take their way out undisturbed after the anterior chamber, while a vigorous Circulation of the water also in the lowest parts of the boiler through the central connecting pipe and through the boiler pipes, which are only the outgoing gases are exposed in the direction from the front to the rear Chamber takes place.

' Die Speisung der beiden Einzelkessel erfolgt gemeinschaftlich von unten an der hinteren Kammer.'' The two individual boilers are fed jointly from below at the rear one Chamber.

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 innernThe inside of the boiler is through a manhole, which is in the middle of the outer one The bottom plate of the rear chamber is accessible. The central connecting pipe and the rear connecting piece to the upper boiler are of sufficient width that one can through those in the front chamber respectively. reaches the upper boiler. By opening one single closure lid of one of the lower boiler tubes you can convince yourself of the inside

Claims

States of the same. Moreover, it can be seen directly from the drawing that the boiler is easily accessible not only inside, but also with regard to its outer surfaces.

A small change in detail occurs when the boiler is made in small dimensions will. This is illustrated by FIGS. 6 and 7. Fig. 6 shows the water tube boiler with only one row of boiler tubes. the The modification is based on the fact that (Fig. 7) the two outer floor plates, both the front, like the rear chamber, are screwed forward, while on sheet I these corresponding Plates are riveted. It therefore contains the arrangement for this boiler size the cleaning holes for these boiler pipes, as well as the anchoring, since both outer floors are arched can be designed. In this case the entire boiler receives no anchoring at all, with the exception of a central one Anchor, which connects the middle of those two detachable outer floors.

Fig. 8 shows the possibility of a further combination of this boiler system. Make it up the two boilers shown in cross section also share a double boiler ; but, as can be seen from the arrows entered, the second boiler receives the outgoing ones Gases of the first, but exactly as described in detail above.

In Fig. 1 and 2, L ^{1 is} the front and Z ² the rear chamber of the lower boiler, M the central connecting pipe between the same, N the upper boiler, O ¹ and <9 ² the connecting pieces between this and the chambers, JP the boiler pipes. From the two grids R ¹ and R ² separated by the fire bridge Q , which are fed through the two fire doors S ¹ and S ² , the gases take the circular path described in more detail above and indicated by arrows, and pass through the two openings T. ¹ and T ² into the fox U.

V shows the water level, W is the common feed valve, which feeds into the two individual boilers via the common feed line X. The two steam domes are connected to one another by the pipe Y.

A manhole Z is attached to the rear chamber. With the present boiler size, the upper boiler is then accessible through the nozzle O ″ and the front chamber is accessible through the connecting pipe M.

The rest of the boiler fitting is arranged in the usual way.

The construction of the anterior chamber Z ¹ is shown in more detail in FIGS.

Fig. 3 shows a partial view of the front floor plate with division of the anchoring and the access holes for the boiler pipes. On the other hand, Figs. 4 and 5 are partially Longitudinal sections of the anterior chamber, the former the arrangement of the boiler tubes, and the latter that of the Representing anchor.

It is a ¹ the front and α ² the rear floor plate of the front chamber L ', b the cylindrical jacket sheet and c the central connecting pipe. Opposite each boiler pipe d there is an access hole e , which is closed by an inner locking disc / and an outer locking bracket g by means of a tightening screw which screws into that disc. The entire front plate, as well as the corresponding rear plate of the rear chamber, is covered by a light cast iron protective plate ο .

The anchoring of the anterior chamber is so designed that it can easily be removed if necessary. It generally consists of anchors i, which adjoin the central connecting pipe c , and of anchors k, which depend on the division of the boiler pipes. In both cases, the front plate a ^{l is held} by a nut and lock nut. The respective anchor bolts i and k enter with their other end up to half the height in the brass coupling nuts M , which are screwed onto the coupling bolts η (Fig. 5 a) at the anchors i , which with their circular head in exactly corresponding holes of the on on this side extended connecting pipe c riveted reinforcing ring are held h. In the case of the anchor bolts k , the coupling nuts M are screwed onto the bolts b (Fig. 5b), which are screwed through the bottom wall « ² from the rear before the boiler pipes are drawn in.

It is easy to see that after loosening the nut and lock nut on the base plate ^2, the anchor bolts in question are easily unscrewed from the brass coupling nuts.

Since the same letters have the same meaning as in the above for Figs. 6-8, no further explanation is required. The grate R does not go under the entire length of the boiler, depending on the size of the heating surface, and here the gases, with a shorter length of the boiler pipes, pass through a single waste pipe T - arranged in the middle of the boiler length - into the Fuchs U.

Based on the foregoing description and drawings to which reference is made in that regard taken, the following patent claims are made:

i. The construction of a narrow boiler in its composition of two parts connected by two vertical nozzles, namely an upper boiler and the actual water tube boiler, in terms of composition the latter from a cylindrical anterior and posterior chamber, which through a central connecting pipe and through

the same concentrically surrounding boiler tube can be connected, with eventual, simultaneous application of the access holes with inner closing covers for the boiler tubes and the detachable anchorage.
The routing of the combustion gases in relation to the boiler tubes in such a way that the entire length of each boiler tube comes into contact with gases of the same temperature, and that by the fact that in each cross-sectional area of the boiler the various gas elements describe paths, the end of which is almost the result is circular, namely concentric to the center point of the central connecting pipe, namely ascending from the grate and falling on the opposite side of that connecting pipe to the fox.

For this purpose ι sheet of drawings.