DE905853C

DE905853C - Steam boilers, especially for locomotives

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Publication number: DE905853C
Application number: DEC803A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-06-09
Filing date: 1950-04-05
Publication date: 1954-03-08

Description

Dampfkessel, insbesondere für Lokomotiven Es sind Dampfkesselanlagen bekannt, welche aus einem Feuerbuchskessel und einem oder mehreren Speisewasservorwärmern bestehen. Hierbei kann, wie es bei älteren Anlagen der Fall ist, der Speisewasservorwärmer nur durch Abdampf beheizt werden oder aber auch durch die abziehenden Rauchgase. In letzterem Fall wird wohl die Wärmeenergie besser ausgenutzt, doch ist es erforderlich,, die Vorwärmer weitaus größer auszubilden, was besonders bei der Unterbringung solcher Kesselanlagen auf Lokomotiven sowohl zu großen Schwierigkeiten wegen des größeren Raumbedarfes als auch zu ungünstigen Montage- und Wartebedingungen führt. Außerdem geht durch die getrennte Ausbildung des eigentlichen Dampfkessels und der Speisewasservorwärmer bzw. durch die Notwendigkeit, mehr oder weniger länge - Verbindungs=-Leitungen, einesteils-für die Rauchgase, andernteils für das Speisewasser, zwischen- Kessel und Vorwärrn,er anzuordnen, immer noch eine beträchtliche Wärmwenergiemenge verloren.Steam boilers, especially for locomotives There are steam boiler systems known, which consists of a fire box boiler and one or more feed water preheaters exist. As is the case with older systems, the feed water preheater can be used here can only be heated by exhaust steam or by the exhausting flue gases. In the latter case, the thermal energy is probably better used, but it is necessary, to train the preheater much larger, which is especially true when accommodating such Boiler systems on locomotives both cause great difficulty because of the larger ones Space requirements as well as unfavorable assembly and maintenance conditions. aside from that goes through the separate formation of the actual steam boiler and the feed water preheater or by the need to have more or less length - connecting = lines, on the one hand for the flue gases, on the other hand for the feed water, intermediate boiler and preheating to order it still lost a considerable amount of thermal energy.

Diese Nachteile zu beseitigen sowie der gesamten Anlage einen weitaus günstigeren Wirkungsgrad zu verleihen, ist Sinn und Zweck der Erfindung.Eliminate these disadvantages as well as the entire system a far To give more favorable efficiency is the meaning and purpose of the invention.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Dampfkessel, welcher sowohl seiner Funktion nach als auch nach seinem Aufbau in zwei Teile zerfällt. Der erste Teil besteht aus mindestens einem Zylinderkörper, innerhalb welchem ein Bündel von Heizrohren angeordnet ist, welche von abziehenden Heizgasen erwärmt und von Wasser umgeben sind. In diesen Zylinderkörpern wird das Wasser bereits auf eine der Verdampfungstemperatur sehr nahe kommende Temperatur gebracht. Den zweiten Teil des Dampfkessels bildet ein weiterer Zylinderkörper, der einerseits an eine Feuerbuchse ,anschließt, andererseits in eine Rauchkammer mündet. In diesem Zylinderkörper sind unter anderem Feuerrohre ,angeordnet, welche von dem aus dem ersten Teil kommenden Wasser umspült werden und dieses endgültig verdampfen.The subject of the invention forms a steam boiler, which both divided into two parts according to its function and its structure. The first Part consists of at least one cylinder body, within which a bundle of Heating pipes are arranged, which are heated by withdrawing heating gases and by water are surrounded. In these cylinder bodies, the water is already at one of the evaporation temperature brought very close temperature. The second part of the steam boiler forms another cylinder body, which on the one hand connects to a fire socket, on the other hand opens into a smoke chamber. In this cylinder body are among other things Fire pipes, arranged, which was washed around by the water coming from the first part and this will finally evaporate.

Die beiden Teile des erfindungsgemäßen Dampfkessels können ,mit den Speisewasservorwärmern (Zylinderkörper des ersten Teiles) bzw. dem Feuerbuchskessel (Zylinderkörper .des zweiten Teiles) einer herkömmlichen Dampfkesselanlage verglichen werden und sollen der Einfachheit halber im folgenden Teil der Beschreibung auch als solche bezeichnet werden.The two parts of the steam boiler according to the invention can, with the Feed water preheaters (cylinder body of the first part) or the fire box boiler (Cylinder body. Of the second part) compared to a conventional steam boiler system are and should also be used in the following part of the description for the sake of simplicity be referred to as such.

Es soll jedoch hervorgehoben werden, daß diese Analogie nicht völlig stimmt, da der sogenannte Feuerbuchskessel entsprechend der Erfindung nicht allein als solcher verwendet werden kann bzw. einen weit unternormalen Wirkungsgrad aufweisen würde. Es ist eben charakteristisch für die vorliegende Erfindung, daß der hier sogenannte @Feuerbuchskessel und die sogenannten Speisewasservorwärmer eine geschlossene unzertrennbare Einheit darstellen und es nicht möglich ist, so wie bei bekannten Kesselanlagen dieser Art den Speisewasservorwärmer entweder an anderer Stelle unterzubringen bzw. ihn überhaupt wegzulassen.It should be emphasized, however, that this analogy is not complete true, since the so-called fire box boiler according to the invention is not alone can be used as such or have an efficiency that is far below normal would. It is characteristic of the present invention that this so-called @Feuerbuchkessel and the so-called feed water preheater a closed one represent inseparable unity and it is not possible, as with known Boiler systems of this type either accommodate the feed water preheater at another location or to leave it out at all.

Durch diese kompakte Vereinigung des FeuerbucIiskessels mit den Speisewasservonvärmern, welcher Umstand u. a. auch durch eine gemeinsame Rauchkammer und Rauchkammertür gekennzeichnet ist, wird nicht nur eine erhebliche Raumersparnis, sondern auch eine einfache Montage und Wartung und ein äußerst günstiger Wirkungsgrad erreicht.Through this compact combination of the firebox with the feed water heaters, which circumstance, inter alia. also through a common smoke chamber and smoke chamber door is marked, becomes not only a significant space saving, but also a simple assembly and maintenance and an extremely favorable efficiency achieved.

In den Zeichnungen sind rein beispielsweise einige Ausführungsformen des Kessels dargestellt: Fig. i ist ein Längsschnitt eines Dampfkessels mit polyederförmiger Feuerbuchse; Fig. 2 ist ein teilweiser Längsschnitt eines Daanpfkessels zeit gewellter zylinderförmiger Feuerbuchse; Fig.3 ist ein Querschnitt nach Linie Y-Y der Fig, i; Fig. 4. ist ein Querschnitt nach Linie X-X der Fig. i ; die Fig. 5 und 6 sind Details im Schnitt gesehen; Fig.7 stellt im Schnitt einen im Vergleich zu dem der Fig. i vervollkommneten Dampfkessel dar.The drawings are purely by way of example some embodiments of the boiler: Fig. i is a longitudinal section of a steam boiler with polyhedral Fire socket; Fig. 2 is a partial longitudinal section of a Daanpfkessel time corrugated cylindrical fire box; Fig. 3 is a cross section along line Y-Y of Fig. i; Fig. 4 is a cross-section on line X-X of Fig. I; Figures 5 and 6 are Details seen in section; 7 shows in section a in comparison to that of the Fig. I shows a perfected steam boiler.

In den Zeichnungen bezeichnet i den Feuerbuchskessel, der in Fig. i mit einer kastenförmigen Feuerbuchse 2 und in Fig. 2 mit einer gewellten zylinderförmigen Feuerbuchse 3 ausgestattet ist. Mit q. ist die Rauchkammer bezeichnet, in deren oberem Teil die Feuerrohre des Kessels i münden und in deren unterem Teil zwei -,durch die Wand 5 gehende Speisewasservorwärmer 6 eintreten.In the drawings, i denotes the firebox boiler shown in Fig. i with a box-shaped fire box 2 and in Fig. 2 with a corrugated cylindrical Fire socket 3 is fitted. With q. the smoke chamber is designated, in which In the upper part the fire tubes of the boiler open out and in the lower part two -, through the wall 5 going feedwater preheater 6 enter.

Die Speisewasservorwärmer 6 mit zylinderförmigem Mantelgehäuse und Heizrohren 7 weisen mit Bezug zum Feuerbuchskessel eine Lage auf, bei welcher die Achsen der Speisewasservorwärmer in Richtung zur Rauchkammer ¢ hin ansteigend verlaufen. Dadurch wird eine größere Kompaktheit des Gesamtaufbaues, leichtere Montage und bequemere Wartung erreicht und auch der Übertritt der Heizgase von den Feuerrohren des Kessels i zu den Heizrohren 7 der Vorwärmer begünstigt, um einen guten thermischen Wirkungsgrad der Gesamtanlage zu gewährleisten.The feedwater preheater 6 with a cylindrical casing and Heating pipes 7 have a position with respect to the fire box boiler in which the The axes of the feed water preheater increase in the direction of the smoke chamber ¢. This results in a greater compactness of the overall structure, easier assembly and more convenient maintenance achieved and also the passage of the heating gases from the fire pipes of the boiler i to the heating pipes 7 of the preheater favors a good thermal To ensure the efficiency of the entire system.

Die Heizrohre 7 sind in Stirnplatten 8 und 9 eingewalzt (Fig. 5 und 6). Diese Platten, von denen die Platte 9 einen größeren Durchmesser besitzt als die Platte 8, sind in Richtsitzen. i o bzw. i i zentrisch eingesetzt und werden von Ringen 12 bzw. 13 festgehalten, von denen der Ring 12 mittels Schmauben 1q. gegen einen den Richtsitz i i aufweisenden Flangeh 16' und der Ring 13 mittels Schrauben i 5 gegen einen den Richtsitz i 2 aufweisenden Flansch i 6' festgezogen werden kann. Der Schraubenbolzen der Schraube i 5 ist in der Stirnplatte 8 eingeschraubt. Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, das Rohrbündel? samt den Stirnplatten 8, 9 aus dem Mantelkörper 6 herauszuziehen, um eine Reinigung vom Kesselstein und anderen Anlagerungen bequem vornehmen zu können. Die Mantelkörper 6 sind an der Durchtrittsstelle durch die Wand 5 mittels Flansch 17 und zugehörigen Bolzen 18 mit der Wand 5 verbunden. Das andere Ende jedes Speisewasservorwärmers ist mittels Pendelaufhängungen 19 ,aufgehängt.The heating tubes 7 are rolled into end plates 8 and 9 (FIGS. 5 and 6). These plates, of which the plate 9 has a larger diameter than the plate 8, are in directional seats. io or ii used centric and are held in place by rings 12 or 1 3, of which the ring 12 by means of Schmauben 1q. against a flange 16 'having the alignment seat ii and the ring 13 can be tightened by means of screws i 5 against a flange i 6' having the alignment seat i 2. The screw bolt of the screw i 5 is screwed into the face plate 8. With this device is it possible to cut the tube bundle? together with the end plates 8, 9 to be pulled out of the casing body 6 in order to be able to easily clean scale and other deposits. The casing body 6 are joined at the point of passage through the wall 5 by means of flange 17 and associated bolt 1 8 with the wall. 5 The other end of each feedwater is suspended by means of pendulum suspension 1. 9

Diese Aufhängungen, wie sie üblicherweise bei Lokomotiven verwendet werden und die aus einfachen 'lechen bestehen, sind leicht und elastisch verformbar und ermöglichen, daß sich die Zylinderkörper 6 unter der Wirkung der verschiedenen Wärmedehnungen frei ausdehnen und verkürzen können.These suspensions, as commonly used in locomotives and which consist of simple leches are easily and elastically deformable and allow the cylinder body 6 to move under the action of the various Be able to expand and shorten thermal expansion freely.

Jeder Zylinderkörper 6 ist zur anderen Seite der Pendelaufhängung mit einer Rauchkammer 2o verbunden, aus denen die Schornsteine 21 zu beiden Seiten des Kessels i nach oben geführt sind.Each cylinder body 6 is on the other side of the pendulum suspension connected to a smoke chamber 2o, from which the chimneys 21 on both sides of the boiler i are guided upwards.

Die in der Feuerbuchse 2 (Fig. i) oder 3 (Fig. 2) des Kessels i entwickelten Heizgase durchströmen das Rohrbündel 22 des Kessels i und gelangen in die Rauchkammer q.. Hier bestreichen sie die Außenwand des in die Rauchkammer q. hineinragenden Teiles der Vorwärme, 6, .treten dann in die Heizrohre 7 ein, durchströmen diese und gelangen über die Rauchkammern 20 und die Schornsteine 21 ins Freie.Those developed in the fire box 2 (Fig. I) or 3 (Fig. 2) of the boiler i Heating gases flow through the tube bundle 22 of the boiler i and get into the smoke chamber q .. Here they paint the outside wall of the smoke chamber q. protruding Part of the preheat, 6, then enter the heating pipes 7, flow through them and reach the open air via the smoke chambers 20 and the chimneys 21.

Die Rauchkammer q. ist durch eine Tür 23 verschlossen, deren Größe dem Querschnitt der Rauchkammer entspricht, so daß bei geöffneter Tür jede zum Betrieb und zur Instandhaltung bzw. Wartung des Kessels notwendige Arbeit sowie das Herausnehmen der Rohrbündel? möglich ist.The smoke chamber q. is closed by a door 23, the size of which corresponds to the cross-section of the smoke chamber, so that when the door is open, each can be operated and the work required for servicing and maintenance of the boiler, as well as removing it the tube bundle? is possible.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.7 sind im Vergleich zu der gemäß Fig. i verschiedene Verbesserungen vorgesehen, um den Betrieb noch wirtschaftlicher zu gestalten.In the embodiment according to FIG. 7, compared to that according to FIG Fig. I Various improvements are provided to make the operation more economical to design.

Um zu vermeiden, daß .gegebenenfalls in den Verbrennungsgasen befindliche feste Teilchen in den Röhren 7 sich absetzen können, ist eine horizontale Wand 24 vorgesehen (Fig. 7); diese erstreckt sich über den in die Rauchkammer q. hineinragenden Teil der Vorwärmer 6 und bildet mit einem vertikalen Wandteil 26 der Tür einen toten Winkelraum 27, in dem sich die festen, von den Verbrennungsgasen mitgerissenen Teilchen absetzen. Der vertikale Wandteil 26 verleiht der Tür große Festigkeit und Starrheit und ergibt auch einen Verbindungskana125, welcher die Verbrennungsgase vom ob-eaen Teil der Rauchkammer zum unteren, das vordere Ende der Vorwärmerenthaltenden Rauchkammerteil leitet. Beim.öffnen der Tür 23 bewegt sich mit dieser auch die Zwischenwand 26 mit; der Raum 27 wird dadurch für eine Reinigung freigegeben.In order to avoid that .possibly located in the combustion gases Solid particles can settle in the tubes 7 is a horizontal wall 24 provided (Fig. 7); this extends over the into the smoke chamber q. protruding Part of the preheater 6 and forms a dead part with a vertical wall part 26 of the door Angular space 27, in which the solid, from the combustion gases settle entrained particles. The vertical wall portion 26 gives the door a large size Strength and rigidity and also provides a connecting duct 125 which carries the combustion gases from the upper part of the smoke chamber to the lower, the front end of the preheater Smoke chamber part directs. When opening the door 23, the partition also moves with it 26 with; the space 27 is thereby released for cleaning.

Mit dieser Vorrichtung werden die Heizrohre 7 von Verstopfungen durch feste Stoffe und Teilchen frei gehalten, wobei alle sperrigen, den Durchgang der Verbrennungsgase stark behindernden Einrichtungen in Wegfall kommen, die bislang in den Rauchkammern am Fuß der Schornsteine vorgesehen werden mußten, um zu verhindern, daß Glutteilchen nach außen kommen und Brände längs der Bahn verursachen können.With this device, the heating tubes 7 are blocked by solids and particles kept free, all bulky, the passage of the Combustion gases strongly obstructing facilities come to an end, which so far had to be provided in the smoke chambers at the foot of the chimneys to prevent that embers come out and cause fires along the track.

Im übrigen trägt auch die erhebliche Temperaturerniedrigung auf dem langen Weg, den die Abgase durchlaufen müssen, ebenfalls dazu bei, daß abfällige Glutteilchen noch vor dem Austritt aus dem Schornstein bereits erloschen sind bzw. ihre Gefährlichkeit eingebüßt haben.Incidentally, the significant temperature decrease also contributes to the The long path that the exhaust gases have to travel through also contributes to the fact that derogatory Embers have already gone out before they exit the chimney or have lost their dangerousness.

Die erfindungsgemäße Ausbildung macht es auch möglich, durch entsprechende Vorkehrungen der Dampfkesselanlage einen besseren thermischen Wirkungsgrad zu verleihen.The inventive training also makes it possible by appropriate Precautions to give the steam boiler system a better thermal efficiency.

In der Tat kühlen sich in dem Zeitabschnitt, der dem Anheizen des Kessels unmittelbar folgt, sowie in der Zeit der ersten Erwärmung die Verbrennungsprodukte beim Durchgang durch die Feuerrohre sehr 'stark ab und gelangen in die Rauchkammer mit einer Temperatur, die in den Heizrohren des Vorwärmers keinen Nutzeffekt mehr ergibt. Zudem kondensieren dort auch die in den Verbrennungsgasen enthaltenen Dämpfe, wie Wasserdampf und Dämpfe von Schwefeldioxyd und schweren Kohlenwassexstoffen.In fact, during the period of time after the heating up of the The boiler immediately follows, as well as the combustion products during the first heating phase very much when passing through the fire pipes and get into the smoke chamber with a temperature that is no longer useful in the heating pipes of the preheater results. In addition, the vapors contained in the combustion gases condense there, such as water vapor and vapors of sulfur dioxide and heavy hydrocarbons.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.7 werden nun die Verbrennungsgase während des Anlassees der Kesselanlage über einen Weg geleitet, der vom Durchlaufweg im normalen Betriebszustand abweicht. Gemäß Fig. 7 ist im oberen Teil der Rauchkammer eine rauchfangartige Öffnung 37 vorgesehen, die ;mittels Deckel38 geöffnet oder verschlossen werden kann. Der Decke138 stellt eine Art Ventil dar, das durch den schematisch mit 39 angedeuteten Hebel und Gestänge verstellt werden kann. Ist der Deckel 38 angehoben, so strömen die Verbrennungsgase unter der Wirkung des natürlichen Zuges oder noch besser unter der Wirkung eines mittels einer Gebläseeinrichtung erzeugten künstlichen Zuges durch die Leitung 37 ins Freie, das ist auf einem Weg, der im Vergleich zum Umlauf durch die Heizrohre 7 einen weit geringeren Widerstand bietet.In the embodiment according to FIG. 7, while the boiler system is being started, the combustion gases are passed along a path that deviates from the flow path in the normal operating state. According to FIG. 7, a chimney-like opening 37 is provided in the upper part of the smoke chamber, which opening 37 can be opened or closed by means of a cover 38. The ceiling 138 represents a type of valve that can be adjusted by means of the lever and linkage indicated schematically at 39. If the cover 38 is raised, the combustion gases flow under the effect of the natural draft or, even better, under the effect of an artificial draft generated by a blower device through the line 37 into the open, that is on a path that is compared to the circulation through the heating pipes 7 offers a far lower resistance.

Der Deckel38 kann geschlossen werden, wenn die Verbrennungsgase mit einer günstigen Temperatur in die Rauchkanumer q. gelangen und das Wasser im Kessel eine ziemlich hohe Temperatur erreicht hat, so daß dort ein Dampfdruck entsteht, der benutzt werden kann, um das System beschleunigt dem normalen Betriebszustand zuzuführen.The lid38 can be closed when the combustion gases are present a favorable temperature in the smoke duct q. and the water in the kettle has reached a fairly high temperature, so that there is a vapor pressure, which can be used to accelerate the system to normal operating condition to feed.

Dies wird dadurch erleichtert, daß um den Mantelkörper 6 des Speisewasservorwärmers, vorzugsweise in der dem Schornstein zunächst liegenden Zone, ein Mantel 3 5 vorgesehen wird, in dem der iin Kessel erzeugte Dampf zirkulieren kann. Der Mantel 3 5 umgibt den Mantel 6 unter Bildung eines Zwischenraumes, der vom Kesseldampf durchströmt wird. Dieser Dampf gibt bei der Berührung mit der noch kalten Mantelwand 6 seine beträchtliche Wärmemenge dank dem sehr hohen Wärmeübertragungskoeffizienten rasch ab, wie er sich bei zwischen Kontaktflächen strömenden Dampf ergibt.This is facilitated by the fact that around the jacket body 6 of the feed water preheater, preferably in the zone lying next to the chimney, a jacket 35 is provided in which the steam generated in the boiler can circulate. The jacket 3 5 surrounds the jacket 6 with the formation of a space through which the boiler steam flows will. This steam is when it comes into contact with the still cold jacket wall 6 considerable amount of heat thanks to the very high heat transfer coefficient quickly as it results from steam flowing between contact surfaces.

Der Eintritt des Dampfes erfolgt beispielsweise bei 40, während das Ablassen des Kondenswassers durch die an tiefster Stelle des Mantels 3 5 vorgesehene öffnung q.1 stattfindet. Auf diese Weise wird ermöglicht, in kürzester Zeit eine vorteilhafte Wärmeübertragung vom Dampfkessel zur zweiten Abteilung der Anlage zu bewirken, indem man nie Temperatur des das Rohrbündel 7 umgebenden Wassers erhöht. Dieses Rohrbündel wird daher auch gleich danach von den Verbrennungsgasen durchströmt werden können, ohne daß Kondensate noch feste Rückstände an den Rohrwandungen zurückbleiben und Verkrustungen oder Verstopfungen bilden können.The entry of the steam occurs, for example, at 40, while the Drain the condensation water through the one provided at the lowest point of the shell 3 5 opening q.1 takes place. In this way it is possible to have a advantageous heat transfer from the steam boiler to the second section of the system cause by never increasing the temperature of the water surrounding the tube bundle 7. This tube bundle is therefore also immediately thereafter flowed through by the combustion gases without condensates remaining solid residues on the pipe walls and can form incrustations or blockages.

Steht dann noch Dampf zur Verfügung, so kann dieser zur Erhöhung der Zugwirkung des Schornsteines 2r und damit zur Beschleunigung der Erreichung des normalen Betriebszustandes verwendet werden. Durch die damit erzielte größere Geschwindigkeit der Verbrennungsgase in den Rohren 7 wird auch das Ansetzen der obenerwähnten Rückstände an den Rohrwandungen. erschwert.If there is still steam available, this can be used to increase the Pulling effect of the chimney 2r and thus to accelerate the achievement of the normal operating condition. Because of the higher speed achieved with it of the combustion gases in the tubes 7 will also cause the build-up of the above-mentioned residues on the pipe walls. difficult.

Durch den Dampfmantel 35 kann auch z. B. der Abdampf von der Hauptmaschine oder von Hilfsmaschinen der Lokomotive mit Vorteil hindurchgeleitet werden. Das vorzuwärmende Wasser durchläuft den Mantelkörper 6, bezogen auf die Strömungsrichtung der Verbrennungsgase im Gegenstrom, und die Wasserbewegung wird im Bereich des Rohrbündels 7 eine sehr regelmäßige sein, da das Rohrbündel in seiner Gesamtheit eine Vielzahl von Längsleitungen bildet. In der zwischen den Außenrohren des Bündels und dem Mantel 6 liegenden Umfangszone dagegen ist der Durchgangsquerschnitt für das Wasser ein verhältnismäßig großer, was eine .größere Durchflußgeschwindigkeit des Wassers in dieser Zone bedingt und eine geringere Erwärmung des Wassers ergeben würde, wenn nicht eine zusätzliche Heizung durch den Dampfmantel 3 5 vorgesehen wäre.Through the steam jacket 35 can also, for. B. the exhaust steam from the main engine or be passed through by auxiliary machines of the locomotive with advantage. That Water to be preheated passes through the jacket body 6, based on the direction of flow the combustion gases in countercurrent, and the water movement is in the area of the tube bundle 7 be very regular, since the tube bundle in its entirety is a multitude of longitudinal lines forms. In between the outer tubes of the bundle and the jacket 6 lying circumferential zone, however, is the passage cross-section for the water relatively greater, which means a greater flow rate of the water in this zone and a lower heating of the water would result if no additional heating would be provided by the steam jacket 35.

Der Dampfmantel 3 5 wird zweckmäßig bis zu jener Stelle ,geführt, wo die Temperaturunterschiede zwischen Heizgasen und Wasser einen positiven Wert haben.The steam jacket 3 5 is expediently guided up to that point where the temperature differences between heating gases and water have a positive value to have.

Die beschriebene Anordnung der beiden wichtigsten Teile der Kesselanlage, nämlich des Kessels r und des Speisewasservorwärmers 6, das entsprechende Verhältnis der von den Verbrennungsgasen bestrichenen Flächen und die wohlberechneten Durchgänge für die letzteren ergeben eine Verbesserung der Wärmeübertragung und eine Steigerung des Wirkungsgrades bei Einsparung von Brennstoff.The described arrangement of the two most important parts of the boiler system, namely the boiler r and the feedwater preheater 6, the corresponding ratio that of the combustion gases painted areas and the well-calculated Passages for the latter give an improvement in heat transfer and an increase in efficiency while saving fuel.

Das bei 28 in den kältesten Teil des Vorwärmers, 6 eingelassene Speisewasser durchläuft denselben im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen und erreicht .am entgegengesetzten Ende des Vorwärmers eine der Verdampfungstemperatur nahekommende Temperatur. Das vorgewärmte Wasser strömt durch die Leitung 29 in den Dampfkessel i über und wird dort verdampft.The feed water drawn into the coldest part of the preheater at 28, 6 runs through the same in countercurrent to the combustion gases and reaches .am opposite At the end of the preheater, a temperature approaching the evaporation temperature. That preheated water flows through line 29 into the steam boiler i and becomes evaporated there.

Im nachstehenden seien die wichtigsten Daten einer Dempfkesselanlage gemäß der Erfindung gegenüber einem Dampfkessel herkömmlicher Bauart vergleichend dargestellt.The following are the most important data for a Dempfkesselanlage according to the invention compared to a steam boiler of conventional design shown.

Es sei vorausgeschickt, daß einer Verbrennung von Steinkohle im herkömmlichen Dampfkessel mit einer Intensität von 5oo kg je Quadratmeter Rostfläche pro Stunde einer unter 400 kg liegenden Intensität bei der hier beschriebenen Dampfkesselanlage entspricht.It should be said in advance that a combustion of coal in the conventional Steam boiler with an intensity of 500 kg per square meter of grate surface per hour an intensity below 400 kg for the steam boiler system described here is equivalent to.

Die Temperatur der Verbrennungsgase wird in leiden Fällen kaum verschieden sein, weil die weniger intensive Verbrennung im zweiten Fall einem geringeren Durchgang von Verbrennungsluft entspricht, was allein schon einen höheren Wirkungsgrad zur Folge hat.The temperature of the combustion gases is hardly different in some cases be because the less intense combustion in the second case has a lesser passage of combustion air, which in itself leads to a higher degree of efficiency Consequence.

Es darf ferner angenommen werden, daß in beiden Fällen durch Konvektions- und Strahlungserscheinungen die Verbrennungsgase proportional durch die Wandungen der Feuerbuchse Wärme abgeben, da ja diese Wandungen ungefähr die gleiche Fläche aufweisen, so daß die Verbrennungsgase mit derselben Temperatur von :etwa io5o° in .die Rauchrohre eintreten.It can also be assumed that in both cases convection and radiation phenomena the combustion gases proportionally through the walls the fire socket give off heat, since these walls have approximately the same area have so that the combustion gases have the same temperature of: about io5o ° enter the smoke tubes.

Die Rauchrohrbündel weichen in beiden Vergleichsfällen stark voneinander ab, indem ihre Oberfläche im zweiten Fall um etwa 400/6 kleiner ist als im ersten Fall.The smoke tube bundles differ greatly in both cases in that their surface in the second case is about 400/6 smaller than in the first Case.

Diese Verringerung der Oberfläche tritt, wenn gleiche Entfernung ,der Endplatten für die Rauchrohrbündel vorausgesetzt wird, als Verringerung der Anzahl der Rauchrohre um etwa die Hälfte in Erscheinung. Es wird daher im zweiten Fall der Rohrdurchmesser erheblich größer sein, sofern der Gasdurchgangsquerschnitt ungefähr der gleiche sein sollte wie bei dem herkömmlichen Dampfkessel.This reduction in surface area occurs when the same distance End plates for the smoke tube bundle is assumed as a reduction in number the smoke pipes in appearance by about half. It will therefore be in the second case the pipe diameter can be considerably larger, provided the gas passage cross-section is approximately should be the same as the conventional steam boiler.

Ein weiteres Merkmal liegt darin, daß die Anzahl der die Dempfüberhitzerelemente 3,1 enthaltenden Rohre 3o im Verhältnis zu den Rohren 22 kleinen Durchmessers erheblich größer ist als bei den herkömmlichen Dampfkesseln, und zwar derart, daß im allgemeinen die Gasberührungsflächen der kleinen -Lind großen Rohre einander ungefähr gleichkommen. _ Während nun bei der herkömmlichen Bauart die Gase aus der Rauchkammer endgültig ins Freie mit einer beträchtlichen Menge von Eigenwärme abströmen, :durchströmen sie bei der neuen Bauart die 6, deren Heizrohre 7 eine Gesamtoberfläche aufweisen, die etwa 8 5o;'o der im Kessel i erhitzten Fläche beträgt. In den Rohrbündeln 7 der Vorwärmer 6 wird ein Großteil der in Verbrennungsgasen innewohnenden Wärmemenge an das Speisewasser abgegeben, das auf eine Temperatur vorgewärmt wird, die nur um weniges geringer ist als die Verdampfungstemperatur im Kessel i.Another feature is that the number of tubes 3o containing the steam superheater elements 3.1 in relation to the tubes 22 of small diameter is considerably greater than in conventional steam boilers, in such a way that, in general, the gas contact surfaces of the small-Lind large tubes be roughly equal to each other. While in the conventional design the gases from the smoke chamber finally flow out into the open with a considerable amount of inherent heat, in the new design they flow through the 6, the heating pipes 7 of which have a total surface area that is about 8 50; o that in the boiler i heated area. In the tube bundles 7 of the preheater 6, a large part of the amount of heat inherent in the combustion gases is given off to the feed water, which is preheated to a temperature that is only slightly lower than the evaporation temperature in the boiler i.

Ist die Temperatur der Abgase in der Rauchkammer des Kessels i etwa 39o°, so beträgt sie beim Schornstein z i nur mehr i 5o°, d. h. um etwa 2q.0° weniger.Is the temperature of the exhaust gases in the smoke chamber of the boiler i approximately 39o °, for the chimney z i it is only i 5o °, i.e. H. about 2q.0 ° less.

Um die geringe Wärmeübertragungsfähigkeit, die aus dem geringen Wärmegefälle zwischen den Verb:rennun-sgasen und dem Wasser folgt, wettzumachen, werden die Durchgangsquerschnitte der Heizrohre 7 klein gehkalten, und zwar in solchem Maße, daß die Geschwindigkeit der Rauchgase (wesentliche Bedingung für einen hohen Konvektionsübertragungskoeffizienten) hoch bleibt im Verhältnis zum geringeren mittleren spezifischen Volumen, das,derweniger hohen Temperatur entspricht.About the low heat transfer capacity resulting from the low heat gradient between the verb: rennun-sgasen and the water that follows, to make up for it, are the passage cross-sections the heating tubes 7 kept small, to such an extent that the speed of the smoke gases (essential condition for a high convection transfer coefficient) remains high in relation to the lower mean specific volume, the less corresponds to high temperature.

Dazu kommt noch -die Anordnung der einzelnen gas- und wasserführenden Elemente, die so getroffen ist, d.aß der Wärmeaustausch im Gegenstrom ;an geeigneter Stelle erfolgt.In addition there is the arrangement of the individual gas and water pipes Elements that are so taken, i.e. that the heat exchange in countercurrent; at more appropriate Place takes place.

All dies ist in einem herkömmlichen Dampfkessel nicht möglich, und zwar auch nicht, wenn man verschiedene Längs- und Querwände einbauen würde, um den Verbrennungsgasen eine bestimmte Bahn zugeben.All of this is not possible in a conventional steam boiler, and not even if one were to build in different longitudinal and transverse walls around the Add combustion gases to a certain path.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Dampfkesselanlage besteht auch m einer besonders günstigen Ausnutzung des unter dem Dampfkesse-1 i befindlichen Raumes; die Vorwärmer verlaufen gegen die Rauchkammer hin ansteigend und weisen, sofern zwei Vonvärmer vorgesehen sind, einen Durchmesser auf, der ungefähr der Hälfte des Durchmessers des oberen Kessels entspricht. Die Vorwärmer können daher bequem zu beiden Seiten der Vertikalprojektion Platz finden, wobei der schräge Verlauf der Vorwärmer auch eine günstige Unterbringung der Heizmäntel 35 ermöglicht. Auch kann man bei dieser Anordnung an Höhe der Feuerbuchse gewinnen, Was der Vervollkommnung der Verbrennung dienlich ist.There is a particular advantage of the steam boiler system according to the invention also m a particularly favorable utilization of the one located under the steam boiler-1 i Space; the preheaters rise towards the smoke chamber and show if two vonwärmer are provided, a diameter of about half corresponds to the diameter of the upper boiler. The preheaters can therefore be conveniently used find space on both sides of the vertical projection, whereby the inclined course the preheater also enables the heating jackets 35 to be accommodated in a favorable manner. Even With this arrangement one can gain what is perfect for the height of the fire-box is conducive to incineration.

Obwohl sich die ,erfindungsgemäße Dampfkesselanlage insbesondere für Lokomotiven eignet, ist sie selbstverständlich auch für andere Zwecke mit Vorteil verwendbar.Although the steam boiler system according to the invention is particularly suitable for Suitable for locomotives, it is of course also advantageous for other purposes usable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Steam boiler, particularly suitable for locomotives, consisting of two parts, one part consisting of * a cylinder body with in the smoke chamber opening fire pipes and the other part of at least one lower arranged cylinder body with between said smoke chamber and the chimney running heating pipes through which the heating gases flow is formed, thereby characterized in that the cylinder body of the two parts (i and 6) - one belonging together Form a unit, m open a common smoking chamber (¢), Which is closed by the common smoke chamber door (23), the axis of the or said cylinder body (6) with respect to the axis of the cylinder body (i) in the direction to the smoke chamber (4) and that the heating tube bundle (7) of the or the cylinder body (6) after loosening a connection (12, 13, 15) against the smoke chamber can be pulled out and the water with the heating gases in the cylinder body (6) is in countercurrent.

2. Steam boiler according to claim i, characterized in that that in the smoke chamber (4) above the cylinder body (6) protruding into it a horizontal partition (24) is provided, which is connected to a smoke chamber door (23) fixed vertical plate (26) a for depositing any of the Combustion gases of entrained solid particles determined dead angle space (27) forms, wherein when the smoke chamber door is opened, said vertical plate (26) is moved and thereby frees the space (27) for cleaning.

3. Steam boiler according to one of claims i or 2, characterized in that the number of the Steam superheater elements (34) containing tubes (3o) in the cylinder body (i) in the ratio to the fire tubes (22) of small diameter is so large that the gas contact surfaces the small diameter pipes (22) and the large diameter pipes (3o) each other roughly equal.

4. Steam boiler according to one of claims i to 3, characterized characterized in that said cylinder bodies (6) are partially of chambers (35) are surrounded by which steam or exhaust steam in countercurrent to that in the cylinder bodies (6) flowing water can be sent, the steam supply line (40) to the highest formed by the inclination of the chambers and the cylinder body (6) Places and the steam discharges (41) are provided at the lowest points.

5. Steam boiler according to one of claims i to 4, characterized in that in the common smoke chamber (4) a chimney-like opening (37) is provided which by a closure member (38), which is expediently represented by a valve, can be opened and closed. Specifically drawn publications: German patent specification No. 727 158.