DE79025C

DE79025C - Schlangenrohrkessel mit'Dampfüberhitzer

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Publication number: DE79025C
Application number: DENDAT79025D
Authority: DE
Original assignee: W. SCHMIDT, Wilhelmshöhe b. Kassel
Anticipated expiration: 1913-06-06

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 13: Dampfkessel nebst Ausrüstung.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 6. Juni 1893 ab.

Auf der Zeichnung ist ein Schlangenrohr' b, welches vom Feuer direct erhitzt wird und als Dampfentwickler dient, und ein Schlangenrohr c, welches nachher von den Feuergasen bespült wird und als Ueberhitzer dient, mit demselben Wasserbehälter/ derart _t verbunden, dafs die mit beiden Enden in den Behälter mündende Rohrschlange b aus dem Behälter das Speisewasser erhält und den entwickelten Dampf und das noch nicht verdampfte Wasser wieder in denselben zurückführt, während die nur einseitig mit dem Behälter verbundene Rohrschlange c aus letzterem den in der Schlange b erzeugten Dampf erhält und diesen überhitzt; α ist die Feuerstelle. 'Die Rohrschlange b steht einerseits bei d, andererseits vermittelst eines Standrohres e mit dem Wasserbehälter/ in Verbindung, aus welchem Wasser durch d in die Rohrschlange b gelangt, da der Druck der Wassersäule hinreichend ist, um das Wasser durch das Rohr zu pressen. Der entwickelte Dampf strömt in den Behälter durch das Standrohr e wieder zurück, welches, wie auf der Zeichnung angegeben, unterhalb des Wasserspiegels oder auch direct in den Dampfraum münden kann. Der in dem Behälter/ sich sammelnde Dampf geht durch das Rohr g, welches am Kopf desselben angebracht ist, in die als Ueberhitzer dienende Rohrschlange c und verläfst dieselbe bei h, nachdem er durch die im Gegenstrom aufsteigenden Feuergase hinreichend überhitzt ist.

Der Erfinder ist bei dieser Einrichtung von der Erfahrung ausgegangen, dafs zur Erzielung einer hohen Ueberhitzung von über 300⁰ C. Heizgase von mindestens 500 bis 600 ° C. erforderlich sind, und dafs es hierfür am zweckmäfsigsten ist, wenn der Ueberhitzer in der entsprechenden Zone der Heizgase über dem eigentlichen Dampferzeuger angeordnet wird, so dafs er sich also in der Zone der Heizgase befindet, die bei einer Temperatur von circa 600° C. beginnt. Der Ueberhitzer wird also, von der Richtung der Feuergase ausgehend, hinter dem eigentlichen Dampferzeuger angeordnet, der also die Feuergase nur bis circa 600° C. abzukühlen braucht, während man von einem Dampferzeuger ohne .Ueberhitzer eine Ausnutzung der Feuergase bis zu 250⁰C. und darunter verlangt. Es ist aber ersichtlich und bekannt, dafs der bei Weitem gröfste Theil des Dampfes in dem vordersten Theil des Dampferzeugers gewonnen wird, und dafs die Dampfmenge, die man durch die Ausnutzung der Feuergase von circa 6oo° C. bis herab auf etwa 250° C. noch erhält, im wesentlichen nicht in demselben Mafse ins Gewicht fällt; jedoch sind zur Aufnahme dieser Wärmemengen verhältnifsmäfsig sehr grofse Heizflächen erforderlich. Eingehende Versuche, die man darüber an den Lokomotivkesseln angestellt hat, haben ergeben, dafs etwa 50 pCt. des gesammten erzeugten Dampfes in dem kleinen Theile des Kessels gewonnen wird, in dem die Feuerbüchse liegt.

Es erhellt nun aus Vorstehendem, dafs man einem Kessel mit hinter demselben oder darüber angeordnetem Ueberhitzer für hohe Ueberhitzungen von über 300° C. eine verhältnifsmäfsig kleine Heizfläche nicht nur zu geben braucht, sondern geben mufs, und dafs dieser Kessel mit Ueberhitzer mindestens ebenso viel

Claims

leisten wird, als ein bisheriger weit gröfserer Kessel bei gleicher Beheizung, da ja bei beiden die Feuergase in gleicher Weise, d. h. mit derselben Temperatur in den Schornstein entweichen. Hoch überhitzter Dampf arbeitet aber bekanntlich weit vortheilhafter und ökonomischer in der Maschine als gesättigter Dampf, weil eine Condensation bei hochüberhitztem Dampf in der Maschine ausgeschlossen ist und aufserdem durch die hohe Ueberhitzung das Volumen des Dampfes nicht unbedeutend vergröfsert wird, so dafs also beides auch vortheilhaft auf die nothwendige Gröfse des eigentlichen Dampferzeugers einwirkt.

Diese Erkenntnifs führte dazu, dem eigentlichen Dampfentwickler für hoch überhitzte Dämpfe die Schlangenrohrform zu geben, welche für jede Kesselanlage an und für sich gewisse praktische Vortheile besitzt, von deren Anwendung aber man bisher besonders füp' gröfsere Anlagen Abstand nehmen mufste, da sich für die Praxis schwer zu überwindende Schwierigkeiten zeigten. Es ist nämlich eine Hauptbedingung für Schlangenrohre als Dampfentwickler, dafs ein lebhafter Umlauf des Wassers bezw. des Dampf- und Wassergemisches vorhanden ist. Diesem nothwendigen Umlauf wirkt aber die Reibung des Wassers bezw. des Dampf- und Wassergemisches an den Rohrwandungen bedeutend entgegen, besonders wenn der Querschnitt der Rohre sehr gering und die Länge sehr grofs ist. Wollte man, um diesem Uebelstande möglichst zu begegnen, Rohre mit grofsem Querschnitt wählen, so würde man auf derartige Abmessungen kommen, dafs der praktischen Ausführung sich unüberwindliche Hindernisse entgegenstellen. Nimmt man aber Rohre mit kleinem Durchmesser, so mufs man eine entsprechend längere Rohrleitung haben, wobei der Umlauf des Wassers bezw. des Dampf- und Wassergemisches durch die Reibung so stark beeinträchtigt wird, dafs er für eine regelmäfsige, stofsfreie Dampfentwickelung nicht mehr genügt.

Bei der vorliegenden Verbindung des spiralförmigen Dampfentwicklers mit einem Ueberhitzer hat man nun nicht mehr nöthig, dem ersteren eine so grofse Ausdehnung bezw.· Heizfläche zu geben, um die wUnschenswerthe Ausnutzung der Feuergase unbedingt zu erreichen, sondern es genügt ein fünf bis sechs Mal kleinerer Schlangenrohrkessel mit kleinem Rohrquerschnitt, wodurch gleichzeitig die denkbar gröfste Sicherheit gegen Explosionsgefahr erreicht wird. Diese Verbindung erreicht aber erst dann voll ihren Zweck, wenn der Röhrenkessel das Dampf- und Wassergemisch nicht unmittelbar in den Ueberhitzer überleitet, sondern wenn in einem Nebengefäfs, welches zweckmäfsig den Behälter für das Speisewasser bildet, das Wasser von dem Dampf geschieden wird und nur der trockene bezw. gesättigte Dampf nach dem Ueberhitzer strömt. Demnach mufs der Schlangenrohrkessel b zweiseitig mit dem Behälter verbunden werden, mit welchem der Ueberhitzer c nur einseitig verbunden ist. Je" energischer der Umlauf des Wassers bezw. des Wasser- und Dampfgemisches in dem Schlangenrohrkessel stattfindet, um so gröfser wird die Wärmeabgabe an dieses Gemisch sein, um so gröfser also auch die Dampfentwickelung. Der Umlauf wird aber um so energischer, je gröfser die Druckdifferenz der Wassersäule im Behälter gegenüber der Wasser- und Dampfsäule im Schlangenrohrkessel ist, und je geringer die Reibungswiderstände sind, also je kleiner der Kessel ist. In diesem Falle aber wird es nicht erreicht werden können, dafs das in die Schlangenrohre des Kessels aus dem Behälter strömende Wasser ganz in Dampf verwandelt wird; es wird vielmehr immer ein Dampf- und Wassergemisch diesen Kessel verlassen. Würde man dieses Gemisch direct in den Ueberhitzer leiten, so würde eine Ueberhitzung, geschweige denn eine hohe Ueberhitzung des Dampfes nicht zu erreichen sein. Es sei übrigens bemerkt, dafs anstatt der einfachen Schlangenrohre auch Gruppen vor-'gesehen sein können.

Paten T-Aνspruch:

Ein Schlangenrohrkessel zur Erzeugung überhitzten Dampfes, gekennzeichnet durch zwei in demselben Feuerraum angeordnete Schlangenrohre b c, von denen das kürzere b zweiseitig mit dem Wasserbehälter/ verbunden und zur Erzielung einer schnellen Verdampfung den Stichflammen ausgesetzt ist, während das längere, zur Dampfüberhitzung dienende Rohr c in dem weniger heifsen Theile des Feuerraumes angeordnet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.