DE75305C - Verfahren zur Behandlung von Feuerungsroaterial auf dem Roste - Google Patents

Description

KAISERLICHES

K PATENTAMT,
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KLASSE 24: Feuerungsanlagen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschleunigen der Verbrennung und ist besonders an Lokomotivkesseln verwendbar, in welchen eine Blasvorrichtung oder ein Exhaustor vorgesehen ist, wodurch der nöthige Luftzug durch den Rost der Feuerbuchse bewirkt wird. Es soll nicht blos eine lebhaftere Verbrennung bewirkt, sondern auch die Schlackenbildung in der Feuerbuchse verhindert und somit eine gröfsere Verdampfungsfähigkeit des Kessels erreicht werden.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch einen mit der neuen Vorrichtung versehenen Lokomotivkessel,

Fig. 2 zeigt die Blasvorrichtung halb in Ansicht und halb im Schnitt.

Beim Betrieb von Lokomotiv- und anderen Dampfkesseln bildet sich auf dem Roste eine Schlacke, welche aus den theilweise geschmolzenen Aschenresten besteht.

Diese Schlackenbildung ist mit Nachtheilen verbunden, indem diese Schlacke sowohl den Rost, als auch die Wandungen der Feuerbuchse angreift und die Rostfugen verstopft, wodurch der Zug beeinträchtigt wird.

Wenn nun die verbrennende Kohlenschüttung in beständiger Umrührung gehalten und gleichzeitig für einen kräftigeren Luftstrom gesorgt wird, so können die Kieselbestandtheile der Kohle oder Asche, welche gewöhnlich mit einander verschmelzen und die Schlacke bilden, in kleine Theilchen zerstäubt, am Zusammenschmelzen bezw. Zusammenbacken mit den Kohlentheilchen verhindert und mit den leichteren Producten der Feuerung entfernt werden.

Bei einer derartigen Anordnung müssen die Stoffe, welche anderenfalls die Schlacken bilden würden und durch den Rost hindurch aus der Feuerbuchse herausgenommen werden, im Gegensatz zu den Kesseln bisheriger Construction sich in umgekehrter Richtung, d. h. nach oben, oberhalb des Feuers und durch die Ausgänge der Feuerbuchse bewegen.

Um dies durchzuführen, wird eine Blasvorrichtung angeordnet, welche intermittirend das Feuerungsmaterial von der Oberfläche des Rostes um eine beträchtliche Höhe abhebt, sobald sie mit voller Kraft arbeitet; arbeitet die Blasvorrichtung nicht mit vollem Druck, so fällt das Feuerungsmaterial wieder auf den Rost nieder, so dafs dasselbe in stetiger Bewegung gehalten wird und gewissermafsen auf der Rostfläche tanzt. Der ausgeübte Luftzug ist jedoch keinesfalls so stark, dafs das Feuerungsmaterial aus der Feuerbuchse herausgesaugt würde und wird hinreichend oft wiederholt, so dafs das Feuerungsmaterial nicht in der Ruhepause zusammenbacken und Schlacke bilden kann.

Zu diesem Zweck wird das Dampfauspuffrohr jedes Cylinders mit einer Reihe von Blasvorrichtungen in Verbindung gebracht, welche nach einander wirken und welche jede einzeln stark genug ist, das Feuerungsmaterial oder einen Theil desselben von dem Rost abzuheben. Die erste Blaswirkung des Exhaustors wird

hierbei das Feuerungsmaterial heben, welches beim Nachlassen der Zugwirkung einen Theil seiner Steighöhe zurückfällt; die hierauf folgende Blaswirkung wird das Feuerungsmaterial noch höher heben, worauf es wieder einen geringen Theil seiner Steighöhe zurückfällt, bis eine abermals eintretende Zugwirkung es bis zu seiner höchsten Höhe hebt.

Die Zwischenzeit zwischen dem Auspuffvorgang der Cylinder genügt, um das Feuerungsmaterial ganz auf den Rost zurückfallen zu lassen, sie ist jedoch infolge der eben beschriebenen verlängerten Wirkung so kurz, dafs das Material nicht zusammenbacken kann, sondern sofort nach dem Auffallen auf die Rostfläche durch die nächste Zugwirkung gehoben werden mufs.

In der Zeichnung ist A der Dampfkessel, B sind die Flammrohre, C ist die Feuerbuchse, D die Rauchkammerthür und D¹ die Feueresse. .

Die Feuerbuchse ist so eingerichtet, dafs ein leichtes Mitnehmen von Kohlentheilchen durch die Flammrohre ■ hindurch möglichst vermieden, und dafs die höchste Temperatur gerade oberhalb der Materialschüttung erreicht wird. Deshalb ist an dem hinteren Theil der Feuerbuchse eine Brücke C¹ angeordnet, welche mit ihrem oberen Ende schief nach hinten geneigt ist. Die Höhe dieser Brücke hat sich nach der Gröfse des ausgeübten Zuges zu richten, so dafs auch bei der Maximalwirkung des Zuges keine brennenden Theilchen über die Brücke hinweggezogen werden können. Ferner wird vortheilhaft in Verbindung mit dieser Feuerbrücke eine Anzahl von Ziegeln c vorgesehen, welche auf den Wasserröhren c¹ aufliegen; letztere führen durch die Feuerbuchse hindurch. Es verbleibt bei einer derartigen Anordnung eine verhältnifsmäfsig nur schmale Oeffnung zwischen den vorderen Enden der Ziegel und der Basis der Brücke, wie durch den Pfeil c^% angegeben ist; hinter den Ziegeln bleibt jedoch, wie durch den Pfeil c⁸ angegeben ist, eine grofse Durchgangöffnung; durch diese Anordnung wird in der Nähe der Brücke ein weniger starker Zug erzeugt.

In Verbindung mit dieser Brücke und Ziegelschicht können noch andere bekannte Vorrichtungen vorgesehen werden, welche zur Erhöhung der Hitze und zur Erleichterung der Kohlenzuführung u. s. w. dienen, beispielsweise eine Abhalteplatte C².

In das vordere Ende der Feuerbuchse tritt vortheilhaft eine Leitung B^s ein, welche den Zweck hat, eine weitere Menge Luft zuzuführen. Diese Luft, welche unmittelbar an der vorderen Seite der Feuerbrücke in die Höhe steigt, hat den Zweck, d.ie Brücke theilweise vor den schädlichen Einflüssen der Verbrennungsproducte zu schützen und dieselbe zu kühlen.

Diese Luft bildet auf der inneren Seite der Brücke eine strömende Luftschicht, welche über den höchsten Punkt derselben hinwegführt.

In dem vorderen Theil des Lokomotivkessels, der Rauchkammer, sind die intermittirend wirkende Blasvorrichtung, sowie die Mechanismen angeordnet, welche den Zug in der Feuerbuchse in der vorher erwähnten Weise regeln. Dem eigentlichen Ejector oder Auspuffapparat wird der Dampf von den entsprechenden Cylindern durch den getheilten Kanal e des Sockels E zugeführt, welch letzterer in gewöhnlicher Weise in der Rauchkammer gelagert und verschraubt ist; der zugeführte Dampf tritt durch Düsen aus, welche allmählich oder in verschiedenen Höhen auf das Luftvolumen einwirken, welches durch den Auspuffapparat aus der Feuerbuchse gesaugt und durch den Schornstein befördert wird, so dafs die Luftsäule eine intermittirende Bewegung annimmt. Die langsame und schnelle Bewegung der Luftsäule folgen in rascher Aufeinanderfolge. Zur Erreichung einer guten Wirkung ist es wichtig, dafs die Summe der Flächen der Düsenausströmöffnungen etwas geringer ist als jede Zweigleitung des Einströmkanals, und dafs der Querschnitt der Zweigkanäle gröfser ist als der der Auspufföffnungen; durch eine derartige Anordnung wird die Wirkung jedes Auspufforganes verlangsamt und die Ruhezeit, welche zwischen dem Auspuff der Cylinder liegt, vermindert.

Der vortheilhaft aus einem Stück gegossene Sockel E ist mit einer mittleren Düse F versehen, ■ deren vertical nach oben gerichtete Oeffnung verhältnifsmäfsig klein ist. In den Sockel treten von entgegengesetzten Seiten seitliche Kanäle G ein, welche in einem gemeinsamen centralen Kanal G' unmittelbar über der kleinen Düse F zusammenlaufen. Diese Leitung ist von verhältnifsmäfsig grofsem Durchmesser und endet bei g in eine Düse.

Der äufsere Theil, welcher gleichfalls vortheilhaft aus einem Stück gegossen wird, wird auf den Sockel aufgeschraubt und umgiebt die Röhre G¹. Er besteht aus Ringräumen HH¹, welche in die Düsen h h¹ auslaufen. Die Ringräume HH¹ stehen an ihren unteren Enden mit den Theilkanälen e in Verbindung und sind mit Oeffnungen / versehen, welche vortheilhaft unmittelbar über der Einlafsöffnung G liegen. Diese Oeffnungen / führen in eine ringförmige Oeffnung i, welche sich zwischen den Ringräumen HH¹ befindet. Diese Ringräume zeigen zwischen den Düsen h h' einen Raum, welcher als Mischkammer bezeichnet werden soll. Dieselbe hat den Zweck, dafs die durch die Oeffnungen G eingesaugten Producte, Gase u. s. w., zuerst durch den aus Düse F strömenden Dampf beeinflufst

werden; hierdurch erhalten sie ihren ersten Anstofs. Durch den Dampf, welcher aus der Düse h¹ am Ende des Ringraumes H¹ strömt, erhalten sie ihren zweiten Anstofs; sodann mischen sie sich mit den Producten, welche in die Oeffnung / eintreten, steigen nach aufwärts und erhalten ihren dritten Anstofs durch den aus der Düse h strömenden Dampf. Das nach aufwärts strömende Gemisch von Luft und Dampf tritt in die Feueresse D¹; es trägt eine Menge von Producten der Rauchkammer mit sich und stöfst dieselben hoch oberhalb der Lokomotive aus.

Um ein zufälliges Entweichen von Funken oder schweren Schlackenstücken zu vermeiden, wird quer durch den oberen Theil der Rauchkammer unmittelbar unter dem oberen Theil des Auspuffrohres ein Netzwerk K, Fig. i, gespannt; ebenso werden die Oeffnungen / und G gleichfalls mit einem entsprechenden Sieb oder Netzwerk bedeckt. Die Oeffnung G wird vortheilhaft durch einen gebogenen Schirm K¹ bedeckt. Um die obere Oeffnung / ist der Ablenkungskonus M angeordnet, dessen schmaleres Ende auf dem Flansch des oberen Theiles des Auspuffrohres aufruht und von dessen oberem Rand ein Schirm M¹ in schiefer Richtung sich erstreckt. Der Ablenkungskonus M zieht die leichteren Rauchgase nach unten und dient dazu, den Durchgang der Brennproducte durch die Feuerrohre zu regeln, bezw. den Zug gleichmäfsig auf die oberen und unteren Feuerrohre zu vertheilen. Dem gleichen Zweck dient die an der Vorderplatte des Kessels angeordnete Ablenkungsplatte N, welche sich um die Auspuffvorrichtung herum oberhalb des Netzes M¹ bis nahe der Vorderplatte der Rauchkammer erstreckt.

Die Ablenkungsplatte N ist leicht nach unten geneigt, während ihr vorderes Ende η scharf nach unten umgebogen ist, zum Zweck, alle schweren Theilchen auf den Boden der Rauchkammer zu werfen. Vor den Feuerrohren ist zwischen der Vorderplatte des Kessels und der Blasvorrichtung eine Dämpferplatte O angeordnet, welche mit einer Reihe unabhängig von einander einzustellender Dämpfvorrichtungen ausgestattet ist; werden letztere mehr oder weniger geöffnet, so wird hierdurch der Durchgang der Verbrennungsproducte durch die Rohre geregelt und bis zu einem gewissen Grad der Theil der Rostoberfläche bestimmt, durch welchen der gröfsere Betrag der Luft hindurchgehen soll. Wenn der Apparat arbeitet, so bewirkt das auf einander folgende Auspuffen der Cylinder, deren Wirkung sich nacheinander geltend macht, dafs die durch den Rost, Feuerbuchse, Feuerrohre und Schornstein streichende Luftsäule eine rasche intermittirende Bewegung annimmt. Hierbei ist der Zug durch die verschiedenen Vorrichtungen so geregelt, dafs das Feuermaterial oder ein grofser Theil desselben an dem höchsten Punkt oder dem heifsesten Theil der Feuerung in einem Zustand beständiger, Aufrüttelung gehalten wird. Auch wird die Asche der verbrannten Theile des Feuerungsmaterials durch Anschlag gegen andere Theile oder durch die Wirkung des Hindurchstreichens der Luft zu einem feinen Pulver zerstofsen, welches durch die Feuerrohre mit hindurchgenommen und mit den leichteren Verbrennungsproducten aus der Feueresse herausgestofsen wird. Der feine Aschenstaub, welcher die Kieselbestandtheile enthält, die gewöhnlich verschmelzen und Schlacke bilden, wird dabei leicht durch den oberen heifsen Theil der Feuerbuchse hindurchgetrieben und entweicht, wie beschrieben, durch die Feueresse, während die schweren Theile des Feuerungsmaterials bei den zwischen den auf einander folgenden Blaswirkungen liegenden Zwischenräumen zurückfallen und nicht früher aus der Feuerbuchse entfernt werden, ehe ihre brennbaren, Wärme entwickelnden Bestandtheile vollständig aufgebraucht sind.

Es ist klar, dafs die Feuerbrücke die Höhe bestimmt, bis zu welcher das Feuerungsmaterial gehoben werden mufs, bevor es durch die Feuerrohre mitgerissen werden kann, d. h. die Feuerbrücke bestimmt die Höhe des Durchganges , durch welchen die Verbrennungsproducte die Feuerbuchse verlassen und in die Feuerrohre eintreten; wenn der Zug nicht zu jeder Zeit von hinreichender Stärke und Dauer ist, -die unverbrauchten Theile sowohl zu heben, als auch sie über die Feuerbrücke hinwegzutragen, so können sie nicht aus der Feuerkammer entweichen. Nun sind die intermittirenden Saugwirkungen hinreichend stark, diese feineren Theile des noch unverbrauchten Feuerungsmaterials zu heben. Die Dauer jeder einzelnen Saugwirkung im Verhältnifs zu ihrer Stärke ist jedoch zu kurz, um die Theilchen über den Rand der Brücke hinwegzuführen, so dafs diese nun abwechselnd gehoben und gesenkt werden, während nur die ganz feinen Theilchen, also der Aschenstaub, über die Brücke hinweg befördert werden.

Die Gröfse der Auspuffwirkung nimmt in der Nähe des Auspuffrohres zu, so dafs der Aschenstaub, sobald er einmal die Brücke passirt hat, mit beschleunigter Geschwindigkeit durch die gasartigen Stoffe in das Auspuffrohr hineingetragen und von hier durch die Esse ausgestofsen wird.

Die Ablenkungsplatte N unterstützt diese Wirkung dadurch, dafs sie die gasartigen Producte und den Aschenstaub gegen die Einlafsöffnungen der AuspufFvorrichtungen leitet und hierdurch verhindert, dafs sich der Aschenstaub in der Rauchkammer festsetzt, wie es

eintreten würde, wenn die gasartigen Producte, welche den Aschenstaub tragen, sich in der Rauchkammer vertheilen und in dem oberen Theil derselben Säcke bilden könnten.

Ist die Maschine oder die Lokomotive in Ruhe oder läuft sie bei abgestelltem Dampf, so kann der Zug durch besondere Dampfdüsen erreicht werden, welche unmittelbar von dem Kessel aus den nöthigen Dampf entnehmen. Diese Dampfdüsen werden vortheilhaft an dem oberen und unteren Ende des Auspuffrohres angebracht. Zu diesem Zweck wird an dem oberen Theil der Düse F eine ringförmige Kammer R angebracht, welche an dem oberen Theil mit Auslafsöffhungen r versehen ist. Ebenso ist die Düse h in ähnlicher Weise mit einer ringförmigen Kammer S versehen, welche an ihrem oberen Ende mit Auslafsöffhungen s ausgestattet ist. Diese Kammern sind durch Röhren T mit einander verbunden, welche mit einer nach dem Kessel führenden Röhre u in Verbindung stehen. Der in die Röhre u eingeschaltete Hahn V ist derartig gelagert, dafs er durch eine vom Führer- ' stand aus zu bewegende Stange gesteuert werden kann.

"Es ist wichtig, dafs der Maschinist diesen Hahn öffnet, sobald die Maschine stillsteht; um dies sicher zu erreichen, kann das verstellbare Ende»¹ der Stange W, Fig. i, so gelagert sein, dafs es durch den Drosselhebel X angeschlagen wird, sobald es zum Zweck, die Dampfführung abzusperren, bewegt wird. Auf diese Weise ist es unmöglich, den Dampf abzusperren, ohne gleichzeitig die zu den Düsen R S führenden Dampfleitungen zu öffnen.

Die Dampfdüsen R S sind vollständig von dem eigentlichen Auspuffrohr unabhängig, zum Zweck, sie auswechseln oder durch neue ersetzen zu können, sobald sie abgenutzt sind.

Zu den Vortheilen der lebhaften Verbrennung und der verminderten Schlackenbildung kommt nach Angabe des Erfinders noch der hinzu, dafs nur ein verhältnifsmäfsig geringer Theil von Asche und Staub auf den Zug geworfen wird, indem die Asche und die anderen Theilchen zu einem derartig feinen Pulver zerstäubt werden, dafs sie nach dem Austritt aus der Esse mit den Gasen und leichteren Producten aufsteigen und so lange in der Luft gehalten werden, bis der Zug darunter hinweggegangen ist.

Durch die Anwendung der durch directen Kesseldampf gespeisten Düsen, welche immer in Thätigkeit treten, sobald die Dampfzuführung zu den Cylindern abgesperrt wird, wird das Innere des Rohres von allem Niederschlag freigehalten; auch werden bei der Aufrechterhaltung des Zuges die feinen Aschentheile u. s. w. verhindert, in den Cylinder und die Ventile zu gelangen.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Feuerungsmaterial während des Verbrennens auf dem Roste, darin bestehend, dafs das Feuerungsmaterial durch einen intermittirend wirkenden Zug von wechselnder Stärke in steter Bewegung gehalten wird.

2. Zur Ausführung des unter i. gekennzeichneten Verfahrens ein in der Rauchkammer angebrachter Strahlapparat, bei welchem der den Sockel E und Düse F durchströmende Abdampf die Verbrennungsproducte zunächst durch die Oeffnungen K¹ des die Kanäle G überdeckenden Schirmes anzieht, sodann, den mit den Kanälen e communicirenden Ringraum Η^Λ durchstreichend , die durch Sieb M¹, Oeffnungen J und Ringraum i angesaugten Verbrennungsproducte ebenfalls anzieht und schliefslich diese sich mit den vorigen mischenden Verbrennungsproducte nach Durchstreichen des ebenfalls mit den Kanälen e communicirenden Ringraumes H bezw. Düse h gleichfalls ansaugt.

3. Zur Verhinderung des Ansaugens zu grofser Verbrennungsstücke durch den unter 2. ge-

. kennzeichneten Strahlapparat eine schräg eingebaute, durch Lufteinlässe J5²£³ gekühlte Feuerbrücke C^], welche von einer Reihe in der Nähe der Feuerbrücke mit Ziegelschichten c bedeckten Wasserröhren c¹ durchdrungen wird,- ferner eine vor den Feuerungsrohren B angeordnete Dämpferplatte O, welche mit verstellbaren Schiebern P versehen ist, sowie eine Ablenkungsplatte N, welche die "Verbrennungsproducte durch Ai¹ hindurch in den die Oeffnungen J umgebenden Konus M leitet.

4. Bei dem unter 2. gekennzeichneten Strahlapparat der Ersatz der Düsen F und h durch zwei unmittelbar durch Kesseldampf gespeiste und als Ringräume ausgebildete Düsen R und S, welche beim Abstellen des Dampfes in Wirkung gesetzt werden.

5. Die unter 4. gekennzeichnete Vorrichtung dahin abgeändert, dafs beim Schliefsen des Regulators der Hebel W die Dampfleitung zu den Düsen R und S öffnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.