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Schiffswasserrohrkessel mit Beheizung durch einen Gaserzeuger mit
Steilschacht Die Erfindung betrifft einen Schiffswasserrohr-Z3 mit Steilschacht.
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Bei Schiffswasserrohrkesseln kommt es in der Hauptsache darauf an,
den Gaserzeuger und den Schiffswasserrohrkessel baulich miteinander so zu vereinigen,
dä.ß eine gute Raumausnutzung erzielt wird. Durch den Zusammenbau des Schiffswasserrohrkessels
mit dem Gaserzeuger soll nicht mehr Raum beansprucht werden als durch den Schiffswasserrohrkessel
selbst, und zugleich soll eine günstige Beheizung des Schiffswasserrohr- gewährleistet
sein und ein bestmöglicher Wasserumlauf erzielt werden.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Erfindung dadurch gelöst,
daß der untere und schräg liegende Teil des Steilschachtes des an das Wasserrohrbündel
angebauten Gaserzeugers sich nach unten zu der innerhalb .des Wasserrohrbündels
vorgesehenen Brennkammer hin erstreckt und -die erzeugten Gase durch Gassen innerhalb
des Wasserrohrbündels hindurch, welches entsprechend der Schrägstellung des Gaserzeugerschachtes
schräg gestellt ist, in die Brennkammer eintreten.
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Dadurch, daß die erzeugten Gase durch die Gassen des Wasserrohrbündels
hindurch in den Brennraum eintreten, kühlen sich die erzeugten Gase nur wenig ab.
Außerdem wird die Wärme der erzeugten Gase beim Durchtreten durch die Gassen der
Wasserrohre für die Verdampfung des
Kesselwassers ausgenutzt. Die
Gase sind gezwungen, schräg aufwärts in den Brennraum einzutreten, an der Stelle
vorbei, wo die Zuführung der Zweitluft stattfindet. Gemäß der Erfindung ist nämlich
weiter vorgesehen, daß Kanäle oder Kammern zum Zuführen der Zweitluft zu beiden
Seiten der Brennkammer derart angeordnet sind, .daß die austretenden Luftstrahlen
gegeneinander gerichtet .sind und zwischen .den Luftkammern das im Gaserzeuger erzeugte
Gas eintritt. Auch können die Zweitluftkammern an den beiden Seitenwänden der Brennkammer
unter einem Winkel zueinander angeordnet und zwischen ihnen eine Zünd- oder Prallplatte
vorgesehen sein, gegen die die Luftstrahlen die eintretenden Gasstrahlen drücken.
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Ist der Gaserzeuger mit schräg stehenden Wänden oder mit Steilwänden
ausgebildet, dann ergibt sich ein enger Zusammenbau mit dem Wasserrohrkessel,wenn
dieser in der Weise ausgebildet wird, daß sein Querschnitt entsprechend der Steilstellung
des Gaserzeugerschachtes sich nach unten verjüngt, so daß die von dem Gaserzeuger
und dem Kessel eingenommene Grundfläche nicht wesentlich größer ist als die Grundfläche
des Kessels allein.
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Die Zeichnung stellt einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar. Abb. i zeigt einen Wasserrohrkessel in einem senkrechten Schnitt; Abb. 2 ist
ein waagerechter Schnitt nach Linie II-@II der Abib. i ; Abb. 3 und 4 bzw. 5 und
6 zeigen weitere Ausführungsformen; Abb. 7 zeigt einen dreieckförmig ausgebildeten
Wasserrohrkessel im senkrecht geführten Schnitt, und Abb. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform
eines solchen Kessels.
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In den Zeichnungen sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen
gekennzeichnet.
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Der dargestellte Wasserrohrkessel enthält eine obere Dampfwassertrommel
i und eine untere Wassertrommel 2, die durch zwei Wasserrohrbündel untereinander
verbunden sind. Das vordere Wasserrohrbündel ist in zwei Gruppen unterteilt, .die
so angeordnet sind, daß sie zwischen sich die Brennkammer 3 einschließen. Die vordere
Rohrgruppe 4 dieses Bündels bildet, wie Abb. i zeigt, durch dichtes Nebeneinanderlegen
der Rohre eine Strahlungswand der Brennkammer 3, während die Rohre der zweiten Gruppe
5 des vorderen Wasserrohrbündels auseinandergezogen sind, so daß zwischen den Rohren
5 die in der Brennkammer 3 verbrannten Gase hindurchstreichen können. Zwischen dieser
zweiten Rohrgruppe 5 und dem hinteren Wasserrohrbizndel 6 ist ein Überhitzer 7 eingeschaltet,
dessen Rohre von den Rauchgasen in Richtung von oben nach unten bestrichen werden,
während das hintere Rohrbündel 6 in Richtung von unten nach oben von den Rauchgasen
durchzogen wird. Hinter dem Rohrbünde16 ist eine weitere Heizfläche, ein Wasservorwärmer
9 oder Luftvorwärmer, in einem aufsteigenden Rauchgaszug $ angeordnet. Seitlich
neben dem Wasserrohrbündel ist der Gaserzeuger angebaut. Oberhalb des Vergasungsschachtes
io befindet sich :der Bunker ii für den Brennstoff, der aus dem Bunker durch eine
Zellenradschleuse i2 dem Vergasungsschacht io zugeführt wird. An der Vorderseite
des Schachtes io befindet sich der Rost 13, durch dessen Spalte die Erstluft tritt,
während die Rückseite des Schachtes io durch eine Wand 14 aus feuerfesten Steinen
gebildet wird, die an den Wasserrohren 4 des ersten Wasserrohrbündels gehaltert
sind. Statt dieser Wand 14 aus feuerfestem Baustoff könnten auch .die entsprechend
.dicht gelegten Wasserrohre 4 selbst die hintere Wand des Vergasungsschachtes io
bilden. Auch an den Seiten des Schachtes io könnten noch Wasserrohre angebracht
werden. Die Roststäbe 13 und die Wand 14 sind steil gelegt, und der Vergasungsschacht
io ist so weit nach unter gezogen, .daß er unterhalb der Brennkammer 3 ausmündet.
Am unteren Ende des Schachtes io -befindet sich ein Abzugskanal 14 für Schlacke
und Asche. Ferner ist die rückwärtige Wand 14, um .den Abzug der in dem Schacht
io erzeugten Gase nach der Brennkammer 3 zu ermöglichen, durchbrochen, und ebenso
sind die Rohre 4 der vorderen Wasserrohrgruppe an der Stelle 16 auseinandergezogen,
so daß Gassen für den Durchzug der erzeugten Gase entstehen.
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Im unteren Teil der Brennkammer 3 befindet sich bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. i und 2 ein Kanal 17 zum Zuführen der Zweitluft.' Dieser Kanal ist mit
entsprechenden Austrittsöffnungen 18 versehen, die derart angeordnet sind, daß die
austretenden Luftstrahlen auf die durch die Gassen 16 in die Brennkammer 3 eintretenden
Gasstrahlen im wesentlichen rechtwinklig treffen. Ferner ist in der Brennkammer
3, auf denRohren 4, oberhalb der Durchbruchsstelle 16, ein Prallkörper 2,o. aus
feuerfestem Baustoff angebracht. Das Gaslüftgemisch wird gegen diesen Prallkörper
geschleudert, wodurch die Zündung und Mischung beschleunigt werden kann. Die Brennkammer
3 ist im unteren Teil mit feuerfestem Baustoff i9 ausgekleidet, und die Zweitluft
wird durch an den seitlichen Kesselwandungen 21 angebrachte Kanäle oder Luftmäntel
22 dem Kanal 17 zugeführt. Der Kanal 17 ist in Richtung der Längsachse
der Brennkammer 3 angeordnet.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 und 4 erfolgt die Zuführung
der Zweitluft in die Brennkammer ebenfalls durch Kanäle 23, die in Richtung der
Längsachse der Brennkammer 3 verlaufen. Diese Kanäle 23 sind an den Seitenwandungen
21 des Kessels angebracht, erstrecken sich aber nicht über die ganze Länge der Brennkammer
3, sondern ragen nur eine verhältnismäßig kurze Strecke in die Brennkammer 3 hinein.
Infolgedessen tritt die Luft aus diesen Kanälen in zwei zueinander entgegengesetzten
Richtungen in die Brennkammer 3 ein und trifft hier auf den Gasstrom, der durch
den Zwischenraum zwischen den Mündungen .dieser gegenüberliegenden Kanäle 23 eintritt,
wie sich aus Abb. 4 der Zeichnung ergibt.
Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Abb. 5 und 6 sind die Zuführungskanäle 23 für die Zweitluft nicht, wie beidem
vorher erwähnten Ausführungsbeispiel, parallel, sondern unter einem Winkel zueinander
angeordnet (vgl. Abb. 6). Die aus den einander gegenüberliegenden Luftkanälen oder
Luftdüsen 23 austretenden Luftstrahlen treffen sich also in der Mitte der Brennkammer,
wo eine Platte 24 aus feuerfestem Baustoff angebracht ist. Zwischen dieser Platte
24 und den seitlichen Rohren der Rohrgruppe 4 sind die Gassen 16 für den Durchtritt
der Gasstrählen vorgesehen. Diese werden dann durch die austretenden Z,%veitluftstrahlen
auf die glühende Platte 24 geworfen. In dieser Weise entsteht eine Wirbelbildung,
wodurch die Mischung und Verbrennung von Gas und Luft gefördert wird.
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Die Anordnung der Zuführungskammern für die Zweitluft ist vorteilhaft
so, daß diese Kammern auf den Wasserrohren gelagert sind. Die Anordnung könnte auch
so gewählt werden, daß durch die Spalte zwischen den benachbarten Kammern die Gasstrahlen
hindurchtreten, so daß in dieser Weise Brenner für die Verbrennung des Gasluftgemisches
entstehen. Die Kammern werden in diesem Fall an den Seiten mit Luftaustrittsöffnungen
versehen.
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Bei .dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 7 besitzt der Kessel im OOuerschnitt
etwa die Form eines abgestumpften Dreiecks, dessen Spitze unten liegt. Die eine
Seite dieses Dreiecks ist entsprechend der Steigung des Vergasungsschachtes nach
unten geneigt, der bis in Höhe der Untertrommel 2 heruntergezogen ist. Hieraus ergibt
sich eine vorteilhafte Ausnutzung der Baugrundfläche.-Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind in der Brennkammer 3 zwei Kanäle 26 für die Zuführung der Zweitluft übereinander
angeordnet. Die Zweitluft wird dem oberen Kanal 26 entweder von den Stirnseiten
oder Längsseiten des Kessels her zugeführt, strömt dann in den unteren Kanal 26
und aus diesem ,durch Löcher 25 aus; die Luftstrahlen treffen etwa im rechten Winkel
auf das Gas, das teils durch Unterbrechungen 27 in der hinteren Steilwand 14 des
Vergasungsschachtes io und teils durch Gassen. 16 am unteren Ende des Wasserrohrbündels
5 hindurchtritt. Auf diese Weise werden die Rohrgruppen 4. und 5 an ihren unteren
Enden durch die Wärme des eintretenden Gases wirksam beheizt. Oberhalb des Wasserrohrbündels
5 ist in einer Nische zwischen den Rohrgruppen 5 und 6 ein zweistufiger Überhitzer
28 untergebracht, der von den Rauchgasen in Richtung von oben nach unten in der
ersten Gruppe und von unten nach oben in der zweiten Gruppe durchströmt wird. Die
Rauchgase treten dann in eine Vorwärmerheizfläche 29 und gelangen aus dieser in
den Rauchfang bzw. Schornstein 30, in -dem sich eine Saugzugvorrichtung 31 befindet.
Zwischen dem Vorwärmer 29 und der Obertrommel i ist noch ein Umgehungskanal 32 mit
Absperrklappe 33 angebracht, der oberhalb des Propellers 31 in den Schornstein
30 mündet und durch den die Rauchgase beim Anheizen des Kessels unter Umgehung
des Überhitzers 38 und Vorwärmers 29 unmittelbar in :den Schornstein 30 abgeleitet
werden.
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Den Ausführungsbeispielen nach Abb. i bis 6 ist ein Dampferzeuger
mit unmittelbarer Dampferzeugung zugrunde gelegt. Die dort beschriebenen Einzelteile
könnten selbstverständlich auch bei einem Dampferzeuger mit mittelbarer Dampferzeugung
angewendet werden. Einen solchen Dampferzeuger zeigt die Ausführungsform nach Abb.7.
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Der in dem Rohrsystem 4, 5, 6 des Erstkessels erzeugte und in der
Obertrommel i gesammelte Heizdampf tritt hierbei durch Steigrohre 34 in die Heizkörper
35 der Dampfwassertrommiel 36 und gibt dort seine Wärme an das zu verdampfende Kesselwasser
ab, während das Kondensat des Heizdampfes durch Fallrohre 37 wieder,dem Erstkessel
zufließt. In der Brennkammer 3 auf den inneren Rohren der Rohrgruppe 5 ist eine
Zünddecke oder Prallplatte 2o angebracht, gegen die das Gas-Luft-Gemisch geschleudert
wird, so daß die Durchwirbelung und Mischung weiter gefördert und die Verbrennung
dieses Gemisches begünstigt wird.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.8 ist eine andere Anordnung der
Kammer 41 zum Zuführen der Zweitluft gewählt. Während bei der Ausführung nach Abb.
7 die Zweitluftkammern z6 innerhalb der Brennkammer 3 selbst angeordnet sind, ist
nach Abb. 8 die Zweitluftkammer 41 an der den Gasdurchtrittsgasen i6 ,des Rohrbündels
5,6
gegenüberliegenden Längsseite des Kessels angebracht. Dadurch wird für
die Unterbringung dieser Zweitluftkammer 41 nicht soviel Raum von der Brennkammer
3 beansprucht wie in Abb. 7. Die Anordnung ist dabei so, daß das Steigrohrbündel4
an der Längsseite .des Kessels unterteilt ist. Die Steigrohre 4 der inneren Rohrlage
gehen von der Untertrommel 2 zur Obertrommel i, die zugehörigen Fallrohre sind mit
43 bezeichnet. Der zweite Teil der Steigröhrgruppe der Längswand geht von einem
etwa in Höhe der :Mitte der Brennkammer 3 gelegenen Verteiler 38 aus. Die Steigrohre
39 führen nach der Obertrommel i ; von der Obertrommel i zurück nach ,dem Verteiler
38 führen Fallrohre 40. Das Rohrbündel an .der dem Gaseintritt 16, gegenüberliegenden
Längsseite des Kessels ist dadurch in zwei selbständige Kreisläufe unterteilt. Durch
diese Unterteilung wird die Möglichkeit geschaffen, die Zweitluftkarnmer 41 unterhalb
des Verteilers 38 anzubringen und die innenliegende Wand .dieser Kammer 41 durch
die Steigrohre 4 zu schützen. Diese Steigrohre sind mit entsprechendem Abstand so
nebeneinander gelegt, daß durch deren Zwischenräume hindurch die aus der Kammer
4i -durch Öffnungen oder Schlitze 42 austretende Zweitluft in die Brennkammer 3
eintreten kann, wo sie auf die eintretenden Gasstrahlen etwa rechtwinklig trifft.
Wie die Abb. 8 erkennen läßt, sind auch hier die Rohre der Rohrgruppe 5 an ihren
unteren Enden auseinandergezogen, so daß Durchtrittsgassen 16 für das erzeugte Gas
entstehen. Infolgedessen werden die unteren Enden .dieser Rohre durch das heiße
Gas wirksam beheizt. Das Gas tritt wieder, wie bei
,dem Gegenstand
der Abb.7, zum Teil durch Unterbrechungen 27 der hinteren Schrägwand 14 des Vergasungsschachtes
io und zum Teil durch Gassen 16 der äußersten Lage der Rohrgruppe 5 und dann durch
die Gassen der inneren Lagen des Bündels 5 in die Brennkammer 3 ein, so daß die
Gasstrahlen schräg aufwärts gerichtet sind und von den aus der Kammer 41 durch die
Öffnungen oder Schlitze 42 austretenden Luftstrahlen, wie bereits erwähnt, im wesentlichen
rechtwinklig getroffen werden, so daß@ eine gute Durchmischung und Durchwirbelung
entsteht. Der Kanal 41 kann aus Blech hergestellt und auf der nach der Brennkammer
zu gelegenen Seite mit einer feuerfesten Masse verkleidet sein. Die Zuführung der
Luft zu dem Kanal 4r kann entweder an den Stirnseiten oder an den Längsseiten des
Kessels durch-- die hohl ausgebildeten Wände zwecks Vorwärmung der Zweitluft erfolgen.
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Die Anordnung der Zweitluftkanäle 26 und 41 nach den Abb. 7 und 8
könnte mit gleichem Vorteil auch bei einem Kessel mit unmittelbarer Dampferzeugung
angewendet werden.