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Uberhitzerelement mit mehreren dünnen Rohren und mindestens einem
dicken Rohr Die Erfindung bezieht sich auf ein trberhitzercleinent mit mehreren
dünnen Rohren, in denen der Dampf in der einen Richtung strömt, und mit weniger,
gegebenenfalls nur einem dicken Rohr, in dem er in der entgegengesetzten Richtung
strömt. \\-obei <las dicke kolir finit dem einen Schenkel eines <liesein ltolir
augepaßten üblichen Umkehreides verliiiii<1eii ist, voll dessen anderem Schenkel
die dünnen koiire abzweigen. Bei einem bekannten Überhitzereleinent dieser Art schließen
sich die geradlinig -%erlatifeii(len, diiiien, mit dem Umkehrende verl)uirelenen
Rohre, die den Dampf dem Umkehrende zuführen, an ein Rohrstück an, dessen Querschnitt
und Heizfläche kleiner ist als der Gesamtquerschnitt und die Gesamtheizfläche der
dünnen Rohre. Der den Dampf von dem Umkehrende abführende Schenkel hat größeren
Querschnitt als die dünnen Rohre, die den, Dampf dem Umkehrende zuführen. Diese
bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß der i`bergang von den dünnen in das dicke
Rohr ein schwierig herzustellendes Teil darstellt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Überhitzerelement
zu schaffen, das diese Nachteile vermeidet und eine Steigerung des Wärmeüberganges
ermöglicht. Die Aufgabe wird in erster Linie dadurch gelöst, daß ein an das Umkehrende
anschließendes Rohrstück, an das sich die dünnen Rohre anschließen, schraubenförmig
gebogen ist, so
claß den Rauchgasen ein Drall erteilt wird. Der
Drall führt zu einer Erhöhung des Wärmeüberganges.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der 'Erfindung.
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Abb. i stellt den mittleren Längsschnitt durch ein Rauchrohr des Langkessels
dar; Abb. 2 ist ein Teil des Schnittes nach der Linie 11-11 der Abb. i ; :1b1>.3
bis 5 sind in größerem Maßstab die Schiritte nach den Linien 111-III, IV-IV und
V-V der Abb. i in Pfeilrichtung gesehen; Abb. 6 ist der Schnitt nach der Linie VI-'%'I
der Abb. 3.
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Das beispielsweise dargestellte Überhitzerelemeiit ist in einem Rauchrohr
i angeordnet, das sich von der nicht näher dargestellten Rauchkaminer 2 bis zur
gleichfalls nicht näher dargestellten Feuerbuchse 3 erstreckt und mit dem vorderen
Ende in der Rauchkammerrohrwand 4, mit dem Hinterende in der Feuerbiichsrohrwanid
5 befestigt ist. Das Überhitzerelement wird durch vier dünne Rohre 6, 7, 8 und 9
und ein von ihnen umgebenes mittleres großes Rohr io gebildet. Die dünnen Rohre
6 bis 9 sind um je 9o° zueinander, die Rohre 6, 7 bzw. 9, 8 um 45° gegen die senkrechte
Längsmittelebene i i versetzt angeordnet (vgl. z. B. :'1bb. 3). Die dünnen Rohre
6 bis 9 gehen von einem Naßdampfverteilerrohr 12 aus (vgl. besonders Abb. 2 und
5). In ihnen wird, der Naßdampf auf dem Wege zur Feuerbüchse 3 durch die entgegengesetzt
strömenden Rauchgase überhitzt. Das dicke Rohr io dient der Rückleitung des überhitzten
Dampfes und ist am Rauchkammerende mit einem gebogenen Heißdampfrohr 13 in den nicht
dargestellten Heißdampfsammelkasten geführt.
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Gemäß der Erfindung ist die Verwendung der üblichen, bewährten Umkehrenden
an der Feuerbüchsseite des Überhitzerelements ermöglicht. Zu diesem Zweck ist das
feuerbüchsseitige Ende des dicken Rohres io mit dem einen Schenkel 14 eines ihm
im Durchmesser entsprechenden üblichen U-förmigen Umkehrendes 15 verbunden, von
dessen anderem Schenkel 16 die dünnen Rohre 6 bis 9 abzweigen. Die Abzweigung erfolgt
nicht unmittelliar, sondern unter Vermittlung eines schraubenförmig gewundenen Rohrstückes
17, dessen eines Ende an den Schenkel 16 des Umkehrendes 15 angeschlossen ist und
dessen anderes, freies Ende dem Befestigungsende 16 gegenüber um 270° verwunden
ist. Die Anschlußstellen der dünnen Rohre 6 bis 9 liegen auf dem schraubenförmig
gewundenen Rohrstück 17, kurz Rohrwendel genannt, mit gleichem .=Abstand hintereinander.
Damit die als Schweißstellen ausgebildeten Anschlußstellen der dünnen Rohre 6 bis
9 vor der Strahlung des Feuerraumes geschützt sind, liegen sie auf der von der Feuerbüchse
3 abgewandten Seite -der Rohrwendel 17, d. h. in ihrem Strahlungsschatten. Damit
die, Strömung der Feuergase nicht durch eine Querschnittsverengung gebremst wird,
geht die Rohrwendel 17 in Richtung auf ihr freies Ende 18 hin voni Kreis- in einen
länglichen, elliptischen Querschnitt über, dessen Schmalseite dem Durchmesser des
dünnen Anschlußrohres 7 (vgl. besonders Abb.3 und 6) angepaßt ist. Durch die Anordnung
der Rohrwendel 17 wird außerdem den Rauchgasen eine Drehbewegung (Drall) erteilt,
der zur Erhöhung des Wärmeüberganges und damit der Überhitzertemperatur beiträgt.
Das dicke Rohr io ist mit dem Umkehrende 15 und der Rohrwendel 17 aus einem Stück
durch Warmverformung hergestellt.
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Die dünnen Hinleitungsrohre 6 bis 9 und das in ihrer Mitte vorgesehene
dicke Rückleitungsrohr io werden durch einen sternförmig gebogenen Abstandshalter
i9 (Abb. 4) gegen @ gegenseitige Verlagerung und durch ein außen um die dünnen Rohre
6 bis 9 herumgelegtes Band 20 zusammengehalten. Derartige Führungen i9 und 20 sind
an mehreren Stellen auf der ganzen Länge des Langkessels vorgesehen (v g1. Abb.
i). An den dünnen Rohren 7 und 8 angeschweißte Stützen 21 sorgen für die Lagensicherung
des Cberhitzerelements im Rauchrohr i. Entsprechende Stützen könnten aber auch 'an
den Bändern 21 vorgesehen sein. Am rauchkammerseitigen Ende gehen die dünnen Rohre
6 bis 9 in entsprechend umgekehrter Weise wie am feuerbüchsseitigen Ende mittels
eines schraubenförmig gewundenen Rohrstückes 22 von denn Naß dampfrohr 12 aus (vgl.
Abb. 1, 2 und 5).
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Damit sich das Rauchrohr i leicht von Ascheresten reinigen läßt, ist
das Umkehrende 15 unter einem Winkel von 45° gegen die Senkrechte ii (s. besonders
Abb. 3) geneigt im Rauchrohr i angeordnet, während das vom freien Ende 18 der hinteren
Rohrwendel 17 ausgehende dünne Rohr 7 mit Abstand vom Umkehrende 15 verläuft. Zwischen
den unteren Rohren 7 und 8 bleibt daher in der Mitte ein genügend großer Raum 23
frei, durch den die Reinigungsvorrichtungen geführt werden können.
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Für das Wesen der Erfindung ist es nicht notwendig, daß vier dünne
Rohre 6 bis 9 vorgesehen sind. Es könnten sowohl mehr als auch weniger vorhanden
sein. Damit eine möglichst hohe Überhitzungstemperatur erzielt wird, müssen jedoch
möglichst viel dünne Rohre vorgesehen werden. Es ist ferner nicht notwendig, daß
der Windungswinkel der Rohrwendel 17 27o° beträgt. Er muß nur kleiner als 36o° sein.
Statt der gemeinschaftlichen Herstellung des Umkehrendes 1 5 mit dem dicken Rohr
io und der Rohrwendel 17 ist es auch möglich, das Umkehrende 15 für sich in der
gebräuchlichen Weise herzustellen und sowohl das dicke Rohr io als auch die Rohrwendel
17 mit den Schenkeln 14 und 16 des Umkehrendes 15 zu verschweißen.